2016 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of Catalytic Reaction Process by Sustainable Active Hydrogen from Chemical-Looping
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26620147
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
喜多 裕一 神戸大学, 工学研究科, 特命教授 (20642200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 喜章 神戸大学, 工学研究科, 特命准教授 (30642201)
相方 邦昌 神戸大学, 工学研究科, 学術研究員 (30725007)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水素化 / 水素化分解 / ケミカルルーピング / 鉄 / 水素発生 / バイオマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，化学産業において，持続可能な炭素資源としてバイオマスが注目され，水素化などの反応による燃料や化学品への変換が精力的に検討されている．しかし，水素の利用は化石資源に大きく依存するだけでなく，貯蔵・運搬等のために高額な設備が必要とされるという問題点がある．また，バイオマスの回収・運搬を考慮すると，変換設備はバイオマス生産立地が有利とされる．従って，本研究が目指す，反応場で水素を発生させて利用するプロセスは，脱化石資源のサステイナブルケミストリー産業化の道を拓く重要な基盤技術となる．
平成26年度は，水と金属/金属酸化物の反応を利用して水素を発生させながら，同時に反応を行うことで様々な基質に対して水素化反応が進行することを見出した．平成27年度は，モデル基質としてグルコースに着目し，パラジウム触媒共存下，発生水素によるプロピレングリコールへの変換反応が進行することを確認した．さらに，鉄／酸化鉄の触媒作用により，グルコースから三単糖への分解，中間体であるヒドロキシアセトンの水素化が促進されることを明らかにした．反応後，鉄は酸化鉄（マグネタイト）となったが，水素還元処理により再生することで繰り返し利用できることも確認した．
前年度までの成果を踏まえて，平成28年度は，以下の検討を行った．（Ⅰ）鉄と水との反応による水素を用いた微細藻類の分解反応へ適用し，得られた水溶性化合物はゼオライトを用いたクラッキング反応によって，軽質オレフィンや芳香族類に変換できることを見出した．また，（Ⅱ）酸化鉄と木質バイオマスを混合し，窒素気流中1000℃で加熱することでバイオマスより発生した還元性ガスによって金属鉄に還元され，繰り返し反応に供することができることを確認した．
上記成果に関する研究発表として，雑誌論文2件，学会発表4件（うち国際学会2件），特許出願1件を補助事業期間に実施した．
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