2008 Fiscal Year Annual Research Report
木質系バイオマスを原料とするクリーンディーゼル燃料製造システムの開発
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19310044
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大塚 康夫 Tohoku University, 多元物質科学研究所, 教授 (20091663)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 毅光 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30169825)
坪内 直人 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90333898)
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| Keywords | 環境技術 / 環境負荷低減技術 |
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| Research Abstract |
安価な触媒原料を用いるガス化 : 容易に入手できる石灰水と天然ソーダ灰を主な触媒原料に用いて、金属イオンのみをイオン交換担持したのち、石英製ガス流通式固定床装置で水蒸気ガス化したところ、単独でも大きな触媒効果が観測されたが、一方、両者を同時に担持した場合には、複合作用は認められなかった。これらの触媒はいずれも熱分解チャー上では非常に微細な状態で存在したが、ガス化反応の進行にともない粒子凝集が起こった。
生成ガスの改質と精製 : 500〜1500ppmのタールモデル化合物と、バイオマスガス化で生成する燃料ガスをシミュレートしたH_2/H_2O/CO/CO_2を混合し、3種類の褐鉄鉱を予め水素還元した触媒上に流通したところ、ある種の褐鉄鉱はモデル化合物を完全に分解・改質できることを見出した。組成分析、XRD、TPRの結果に基づくと、鉄成分の濃度、その還元性、金属鉄のサイズが触媒性能を支配する要因であることが明らかとなった。また、カナダ産ピートから製造した活性炭に担持した金属触媒は、上記の燃料ガス中に含まれる数千ppmのNH_3の分解に有効であったが、H_2O濃度が高くなると活性低下が認められた。
メソポーラスシリカ担持触媒によるFT合成 : 平均細孔径がほぼ同一でAl/Si比の異なるAl-SBA-15担体を合成し、Coイオンをincipient wetness法で担持した後水素還元して、FT合成実験を高圧下で行ったところ、CO転化率とAl/Si比の間には極大が存在することが明らかとなった。担体の固体Al-NMRやNH_3-TPDで求めたAlの配位状態や酸強度・酸量、Co/Al-SBA-15のXRDやTPRで求めた還元度が、Al/si比により著しく変化することが示されたが、触媒のFT活性を制御するファクターの解明は今後の課題である。
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