2018 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of new catalyst pretreatment on suppresion of carbon deposition for steam reforming reaction of crude bioethanol
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16K00656
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| Research Institution | Ishinomaki Senshu University |
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Principal Investigator |
山崎 達也 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (60174653)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | バイオエタノール / 水蒸気改質反応 / コーキングの抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バイオエタノール水蒸気改質(ESR)反応における課題は低S/C条件下での炭素析出による触媒失活の抑制である．その問題を解決するためには活性サイトの状態と改質反応機構との関係を明らかにすることにより炭素化を抑制する方法を開発する必要がある．本年度も昨年度に引き続き，Pt/CeO2およびCo/CeO2系触媒についてバイオエタノール由来の成分が炭素化に及ぼす直接的および間接的影響を検討した．また高い空間速度での反応試験を可能とする反応装置を作成し，それによる触媒特性試験も行った．さらに，今年度は本反応の初期過程である脱水素反応やメタンの分解についても検討し，不純物の影響や炭素堆積との関係を考察した．
バイオエタノール中の成分の影響を明らかにするため，反応前にバイオエタノールを触媒に浸漬した．バイオエタノールを浸漬した触媒は特定の条件下で前処理しない触媒より好成績をあげたが，これは活性点の反応特性が改質されたことに加えてCo活性サイト数が増加することによることがわかった．すなわちこれらの作用によってコーキングの抑制あるいは反応経路の変化が生じたと判断した．Co担持量を増やすと純エタノールの反応では H2生成活性の安定性が増すが，バイオエタノールの反応では担持量によらず強い毒効果が現れた.これより担持量の増加で増えるタイプの活性サイトは，反応中に不純物による被毒を受けやすく，活性向上や安定化に寄与しないことが示唆された．
コーキングと反応初段階の反応特性について知見を得るため，バイオエタノールの気相脱水素反応を行った．Au/MFIゼオライト触媒では水過剰下でも炭素生成の前駆体であるエチレン生成が抑制できなかった．このことはバイオエタノールの炭素化抑制効果が担体に依存することを示し，添加物と担体の最適な組み合わせが炭素析出の抑制に重要であることがわかった．
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Research Products
(2 results)
