Catalytic performance of wood biomass charcoal loaded with binary Cu catalyst produced by novel method for Hydrogen production

• Project/Area Number: 16K07802
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Wood science
• Research Institution: Fukushima University
• Principal Investigator: ASADA Takashi 福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (60434453)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: 木質バイオマス / 炭素化 / 触媒 / ボールミル

Outline of Final Research Achievements

An easy production method of the cedar charcoals loaded with Cu-Mn catalyst and Cu-Zn catalyst was developed. The Cu-Mn catalyst and the Cu-Zn catalyst were prepared by a coprecipitation procedure. The cedar charcoals loaded with the Cu-Mn catalyst or the Cu-Zn catalyst were produced by loading of each catalyst on cedar sawdust using a boll mill and subsequent carbonization. The catalytic performances of the charcoal loaded with the Cu-Mn catalysts for CO oxidation and the charcoal with loaded with the Cu-Zn catalyst for water-gas shift reaction were evaluated respectively. Both catalytic performances were improved by the treatment with KMnO4 solution.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果によりボールミルを用いてCu-Mn触媒とCu-Zn触媒を担持したスギ炭素化物を簡便に作製する方法を開発した。作製したCu-Mn触媒とCu-Zn触媒担持スギ炭素化物はそれぞれ水素リッチガス中での一酸化炭素酸化反応と水性ガスシフト反応の触媒性能を示したことから，安価で省資源型，資源循環型の触媒として，燃料電池用の水素燃料の製造等が期待される研究成果が得られた。また，再生可能な資源である木材の高度利用，高機能化につながる研究成果が得られた。

Research Products

• [Journal Article] Addition CuSO4 to roasted wood sawdust and subsequent carbonization on a flow of nitrogen for preparing the metal-loaded functional char (2018)
  • Author(s): Takashi Asada, Tomoe Tamaki, Tsugiko Takase
  • Journal Title: Wood Carbonization Research Volume: 15 Pages: 8-17
  • NAID: 130007868289
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 銅亜鉛系触媒担持スギ炭素化物の水性ガスシフト反応触媒性能評価 (2019)
  • Author(s): 齋藤悠貴，浅田隆志
  • Organizer: 第69回日本木材学会大会（函館大会）
• [Presentation] 銅亜鉛系触媒を担持したスギ炭素化物の調製と特性評価 (2018)
  • Author(s): 齋藤悠貴，浅田隆志
  • Organizer: 第4回北関東磐越地区化学技術フォーラム
• [Presentation] ボールミルを用いて調製したCu-Mn酸化物担持スギ炭素化物によるH2燃料中のCO酸化性能－酸化処理条件の影響－ (2018)
  • Author(s): 藤田雄，高瀬つぎ子，浅田隆志
  • Organizer: 第45回炭素材料学会年会
• [Presentation] Ni-Cu触媒担持スギ炭素化物の調製とエタノール水蒸気改質用触媒としての性能評価 (2018)
  • Author(s): 大畑尚平，浅田隆志
  • Organizer: 第9回福島地区CEセミナー
• [Presentation] ボールミルを用いて調製したCu-Mn酸化物担持スギ炭素化物によるH2燃料中のCO酸化性能－金属塩の影響－ (2018)
  • Author(s): 藤田雄，高瀬つぎ子，浅田隆志
  • Organizer: 第68回日本木材学会大会（京都大会）
• [Presentation] ボールミルを用いたCu-Mn酸化物担持スギ炭素化物の調製－試料作製条件がCO酸化性能に与える影響－ (2017)
  • Author(s): 藤田雄，浅田隆志
  • Organizer: 第67回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] ボールミル処理により銅系触媒を担持したスギの炭素化における生成物の特性と水性ガスシフト反応触媒としての利用 (2017)
  • Author(s): 菅原明日美，浅田隆志
  • Organizer: 第67回日本木材学会大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2017-03-18
• [Presentation] ボールミルを用いたCu-Mn酸化物担持スギ炭素化物の調製－H2ガス中のCO酸化性能－ (2017)
  • Author(s): 藤田雄，高瀬つぎ子，浅田隆志
  • Organizer: 第44回炭素材料学会年会
• [Presentation] 銅亜鉛系触媒を担持したスギ炭素化物の調製と特性評価 (2017)
  • Author(s): 齋藤悠貴，浅田隆志
  • Organizer: 第8回福島地区CEセミナー
• [Presentation] ボールミルを用いたCu-Mn酸化物複合スギ炭素化物の調製－CO酸化触媒としての特性評価－ (2016)
  • Author(s): 藤田雄，浅田隆志
  • Organizer: 第7回福島地区CEセミナー
  • Place of Presentation: 日本大学工学部（福島県郡山市）
  • Year and Date: 2016-12-17
• [Presentation] Cu-Mn酸化物担持スギ炭素化物の作製とCO酸化性能評価 (2016)
  • Author(s): 小倉翔太，高瀬つぎ子，浅田隆志
  • Organizer: 第43回炭素材料学会年会
  • Place of Presentation: 千葉大学けやき会館（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-12-07