2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of hydrogen permeable catalytic membrane electrode for the synthesis of hydrogen carrier
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17K06902
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
佐藤 剛史 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60375524)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 直次 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90356478)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 水素透過膜 / 水素化 / 電解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、水素透過能を有するパラジウム膜を利用し、水電解・パラジウム膜を用いた水素分離・水素化反応による水の水素を利用した水素キャリア合成を行う効率的なシステムを開発することを目的としている。
今年度は、パラジウム膜電極による水電解と透過水素による有機物の接触水素化を行う装置を作成し、数種の化合物や触媒を用いた反応を行った。各実験における水素化反応性を評価することで、本手法の適用可能性の拡張を試みるとともに、改良型電極セルの作成に向けた基礎的データの蓄積を行った。
反応物として、トルエン、p-キシレン、フルフラールを電極セルに供給し、触媒層にて水素と反応させた。触媒として5wt% Pt/Al2O3, 5wt% Ru/Al2O3, 5wt% Pd/Al2O3, 5wt% Pt/Cを用いた。温度100℃にてフルフラ－ルについてPt/Al2O3, Ru/Al2O3触媒、p-キシレンについてRu/Al2O3,Pd/Al2O3触媒を用いて反応させた結果、水素化物は確認できなかった。トルエンについてはPt/C, Ru/Al2O3、Rh/Al2O3触媒を用いて反応を行った結果、Pt/Cにて水素化が進行して生成物としてメチルシクロヘキサンが得られた。60℃にてPt/C触媒存在下における接触時間とトルエン転化率の関係を評価した結果、接触時間の増大により水素化反応が促進されていた。既往のPt/Al2O3による水素化反応と比較したところ、Pt/Al2O3の反応性が高いことが明らかとなった。
また、改良型の電極セル作製に向けた電極セルの設計を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では、今年度改良型の電極セルを作成することになっていたが、装置開発のための基礎的なデータ取得について、既存形式のセルを用いた実験的検討に時間を費やし、改良型の電極セルの作成に至っていない。すでに改良型電極セルの設計を進めており、次年度中に作成する予定で計画を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
早い段階での改良型電極セルの作成とそれを用いたトルエン水素化反応によるケミカルハイドライド合成を進める。それと並行して、既存セルを用いた触媒種の選定や様々な化合物の水素化を通じ、本手法の拡張性の検討も行っていく予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、改良型電極セルの作成を翌年度に行う予定であり、そのための資金を保持したためである。使用計画としては、改良型電極セルの作成のための一部として用いる予定である。
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