表面凹凸粒子間隙が創り出すナノ空間の工学利用：触媒充填層反応器への展開

• Project/Area Number: 24K17550
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 渡部 花奈子 東北大学, 工学研究科, 助教 (30847249)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 粒子充填層反応器 / 表面凹凸粒子 / フローリアクター / 圧力損失

Outline of Research at the Start

管型反応器に機能性表面を有する微粒子を充填した粒子充填層反応器(Packed-bed reactor)は、高い比表面積、低い操作コストなどの利点を有するが、圧力損失が極めて高く、目的反応を進行させるためのエネルギーロスが大きな課題である。機能性表面を維持したまま圧力損失の低減を達成できる充填粒子として、表面に凹凸を有する粒子を検討する。本粒子であれば、反応器内に密に充填した場合でも大きな粒子間隙が形成される。この粒子間隙は、流体の通り道となることで反応器全体の圧力損失を低減させることに加え、微小反応場としても工学利用可能となり、反応率の向上も期待できる。