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Chemical recycling of cellulosic biomass by using on-site catalysts

Research Project

Project/Area Number 19K22333
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Kawamoto Haruo  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (80224864)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsバイオマス / セルロース / リファイナリー / オンサイト触媒 / 熱分解反応制御 / 無水糖生産 / 酸性触媒作用
Outline of Research at the Start

化石資源に頼らない持続可能な社会を実現するためには、地球上で唯一の再生可能な炭素資源であるバイオマスから材料・ケミカルスを製造する技術を今から確立しておくことは極めて重要である。本研究課題では、バイオマスの構成成分と結合した際にのみ触媒機能を発揮するオンサイト触媒を新規に提案することで、超高選択的に、セルロース系バイオマスを種々の低分子ケミカルスへと変換する技術に挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

In order to realize a sustainable society that does not rely on fossil resources, it is extremely important to establish the technology to produce materials and chemicals from biomass, which is the only renewable carbon resource on the earth. In this research project, we investigated an on-site catalyst that exerts a catalytic function only when it is combined with a constituent of biomass. The use of sulfolane as a solvent, which can act as an on-site catalyst, has been proposed as an efficient way to convert woody biomass into low-molecular-weight useful chemicals.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プラスチックなどの材料、ケミカルスは現在石油に大きく依存している。石油が枯渇していく将来、これらの供給源としてバイオマスの利用が期待されている。また、大気中CO2の上昇に起因する地球温暖化の問題を解決する上でもこのような取り組みは極めて重要である。熱分解やガス化などの熱化学変換は、バイオマスを変換する技術として極めて高い可能性を秘めているが、残念ながらまだ実用化には至っていない。本研究成果は、熱化学変換技術に新たな方法論(考え方)を提案する意味で学術的に重要である。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Thermal degradation of hemicellulose and cellulose in ball-milled cedar and beech wood2021

    • Author(s)
      Wang Jiawei、Minami Eiji、Asmadi Mohd、Kawamoto Haruo
    • Journal Title

      Journal of Wood Science

      Volume: 67 Issue: 1 Pages: 32-32

    • DOI

      10.1186/s10086-021-01962-y

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fast Pyrolysis of Cellulose by Infrared Heating2021

    • Author(s)
      Nomura Takashi、Mizuno Hinano、Minami Eiji、Kawamoto Haruo
    • Journal Title

      Energies

      Volume: 14 Issue: 7 Pages: 1842-1842

    • DOI

      10.3390/en14071842

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 分子機構から改変する木質バイオマスの熱分解 ~新たな利用技術の創生を目指して~2022

    • Author(s)
      河本 晴雄
    • Organizer
      京大テックフォーラム「2050年カーボンニュートラルに向けた新たな木質バイオマス戦略」
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] セルロースの急速熱分解糖化と糖化物の乳酸発酵性2021

    • Author(s)
      丸一 泰子、南 英治、河本 晴雄
    • Organizer
      第30回日本エネルギー学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 赤外線照射下でのセルロースの急速熱分解によるレボグルコサン生成2021

    • Author(s)
      野村 高志、南 英治、河本 晴雄
    • Organizer
      第30回日本エネルギー学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular-based mechanism for developing thermochemical biomass conversion technology2021

    • Author(s)
      Haruo Kawamoto
    • Organizer
      The 4th Kyoto-Bordeaux International Symposium 2021, Energy Science, Topics on Materials Design for Sustainable Energy and Environment
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 赤外線加熱におけるセルロースの熱分解特性(Thermal degradation characteristics of cellulose by infrared irradiation)2021

    • Author(s)
      野村 高志、南 英治、河本 晴雄
    • Organizer
      第71回日本木材学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Fundamental characteristics of biomass pyrolysis to improve pyrolysisbased technologies2020

    • Author(s)
      Haruo Kawamoto
    • Organizer
      The 11th International Symposium of Advanced Energy Science -Research Activities on Zero-Emission Energy during the COVID-19 Peril- (第11回エネルギー理工学研究所国際シンポジウム)
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2023-01-30  

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