| Project/Area Number |
22K18925
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 27:Chemical engineering and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979)
大島 一真 九州大学, 工学研究院, 助教 (60734275)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | メタン化 / 非平衡プラズマ / 非定常操作 / 水素吸蔵材料 / 非定常触媒反応 / 二酸化炭素 / 水 / メタン |
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| Outline of Research at the Start |
非平衡プラズマ中で二酸化炭素と水を反応させると，一酸化炭素，酸素，水素が生成するが，その生成ガスに何らかのエネルギーを加えると元に戻ってしまう.このため二酸化炭素の有効利用に非平衡プラズマを利用できないでいた．本研究では，プラズマ反応ガスからメタン生成に必要な成分（一酸化炭素と水素）を，触媒上に吸着・貯蔵し，触媒を非定常的に加熱することで，メタンを生成させるという独自手法を提案する．非平衡プラズマと非定常触媒反応を協奏的に利用して，二酸化炭素と水という最終生成物からメタンを生成するという非常に挑戦的な研究である．二酸化炭素の有効利用の新たな突破口を開くという意味でも，研究遂行の意義は大きい．
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| Outline of Final Research Achievements |
To produce methane from water and carbon dioxide, we carried out two reactions: decomposition of water and carbon dioxide using non-equilibrium plasma and methane production from carbon monoxide and hydrogen using unsteady-state operation. Using the unsteady-state operation, methane can be produced from dilute carbon monoxide and hydrogen which are adsorbed on the catalyst at low temperatures. In this system, we can produce methane even when oxygen coexists in the feed gas.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
二酸化炭素と水はエネルギー的に安定であり、反応によって他の物質に転換するには外部からの大きなエネルギー投入が必要である。また発生する酸素は反応性が高く、連続的に他の有価物に変換することは難しい。提案するシステムでは、非平衡プラズマを用いて一酸化炭素・水素・酸素に変換し、非定常操作によって酸素が共存する希薄な一酸化炭素・水素ガスから、有価物であるメタンを合成することに成功した。実用化には解決すべき点は多く残るものの、二酸化炭素から水素を用いずに有価物に転換できる技術の一例を示すことができた。
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