CO2の削減と高付加価値化を目的とした超臨界CO2電解還元リアクターの開発
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18H01761
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
田口 正美 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (90143073)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 純雄 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50233797)
高橋 弘樹 秋田大学, 理工学研究科, 講師 (60632809)
仁野 章弘 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80451649)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
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| Keywords | 二酸化炭素 / 地球温暖化 / 電解還元 / リアクター / 付加価値化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，火力発電所や製錬所等の大規模CO2発生源に併設し，回収CO2をその場でCOに変換する「超臨界CO2電解還元リアクター」を開発することを目的とする．すなわち，酸素イオン導電体を固体電解質に用いたリアクターを製造し，直流電力を印加することによってその場で電気化学的にCOに還元する．本研究では，酸素イオン導電体として円板型YSZを使用した反応システムを製造し，CO2電解還元の電流効率に及ぼす反応温度ならびに電極材料（アノード，電解質およびカソード）の影響を明確にした．アノードにはLa0.8Sr0.2MnO3を採用し，還元反応特性を左右するカソードにはNi-YSZ，Co-YSZ，Fe-YSZおよびPtを使用して，CO2電解還元試験を実施した．その結果，CO生成の電流効率は800～1000℃では90％以上となり得るが，700℃以下で大きく低下した．そして，その原因としてブードワール反応：2CO→C＋CO2が進行したと解釈できた．また，新たなカソード材料としてNi-マイエナイトC12A7カソードによるCO2電解還元試験を行った．Ni-C12A7が従来型サーメットカソードに比較してCO2分解の活性化エネルギーを大幅に低減でき，かつ700℃でも90％以上の電流効率を示した．さらに，Niを用いず，種々のペロブスカイト酸化物のCO2電解還元カソードへの適用を試みた．その結果，La0.8Sr0.2MnO3が比較的良好な電流効率を示すことが分かった．以上の研究成果ならびに関連研究の知見に関しては，繰り越した2021年度も含めて，雑誌論文出版6件，学会発表45件を行った．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(118 results)
