• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

新規バイオマスカスケード利用技術開発による統合的プロセスモデルの構築

Research Project

Project/Area Number 18H03421
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 64050:Sound material-cycle social systems-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

佐藤 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 敷中 一洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00507189)
白井 誠之  岩手大学, 理工学部, 教授 (70250850)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Keywordsバイオマス利用 / 高温水 / アルコリシス / 低環境負荷技術 / 環型社会システム / 低炭素社会 / 環境負荷低減 / フルフラール合成 / 循環型社会システム / 超臨界二酸化炭素 / 固体触媒 / 固体酸触媒 / 持続可能発展
Outline of Annual Research Achievements

低炭素社会の実現に向けたバイオマスの有効利用では、分離精製後の成分原料を対象とした反応率の追及だけでは不十分であり、実バイオマスの総合利用を想定した各構成成分の逐次変換プロセスの組合せによるカスケード利用技術の体系化が必要となる。本研究では、①水‐超臨界二酸化炭素の二相反応系で固体酸触媒を作用させる環境調和型のヘミセルロース‐フルフラール変換反応に続き、②セルロース成分に対する担持金属触媒による化学的ソルビトール変換反応と酵素による糖化(グルコース変換)、更に③②の各リグニン残渣に対する担持金属触媒による低分子(炭化水素)化反応とリグニン複合材料原料としての物性評価の検討を行った。最終年度には④本研究で得られた知見を基に、コンピューターシミュレーションによるプロセスモデルの構築とエネルギー収支計算を行い、新規のバイオマスカスケード利用プロセスモデルとしての総合提案を行う予定であったが、新型コロナウイルス蔓延防止措置のため、産総研から岩手大学への移動が許可されず、岩手大学保有のシミュレーションソフトの活用が難しい状況となった。
そこで、最終年度の令和3年度は、これまで構築した半回分式の高温水-超臨界CO2二相系反応装置を用いたバイオマスからのフルフラール合成の最適化と、流通式の二段階反応装置の作成によるキシロース-フルフラール変換反応の収率改善を図った。また岩手大学には、これらの反応装置を活用し、リグニンモデル部位化合物のアルコリシス反応を新たに追加検討してもらった。得られた成果については、コロナウイルス蔓延防止ではあったが、できるだけ随時学会発表した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(30 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results)

  • [Journal Article] 4-Propylphenol Hydrogenation over Pt-Pd Bimetallic Catalyst in Aqueous Ethanol Solution without External Hydrogen2021

    • Author(s)
      Nagasawa Yoshiyuki, Kusumawati Etty Nurlia, Nanao Hidetaka, Sasaki Takehiko, Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 50 Issue: 12 Pages: 1968-1971

    • DOI

      10.1246/cl.210490

    • NAID

      130008131923

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogenolysis of benzofuran using aqueous ethanol solution over graphite-supported platinum catalyst2021

    • Author(s)
      Hiraishi Yushi, Minakawa Naohiro, Taniguchi Kenkichi, Nagasawa Yoshiyuki、Nanao Hidetaka、Rode Chandrashekhar V., Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • Journal Title

      Journal of the Indian Chemical Society

      Volume: 98 Pages: 100021-100021

    • DOI

      10.1016/j.jics.2021.100021

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydrogenation of 4-Propylphenol over Carbon-supported Palladium Catalyst without External Hydrogen: Effect of Carbon Support and Palladium Loading2021

    • Author(s)
      Nagasawa Yoshiyuki, Hiraishi Yushi, Horyo Daiki, Sobu Tomoki, Taniguchi Kenkichi, Nanao Hidetaka, Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 50 Pages: 431-434

    • DOI

      10.1246/cl.200791

    • NAID

      130007995510

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Solvolysis of benzyl phenyl ether in high-temperature aqueous methanol solution under high-pressure carbon dioxide2021

    • Author(s)
      Taniguchi Kenkichi, Nanao Hidetaka, Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • Journal Title

      Green Chemistry

      Volume: 23 Pages: 1658-1664

    • DOI

      10.1039/d0gc04008h

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dehydration of erythritol in high-temperature carbonated water2019

    • Author(s)
      Taniguchi Kenkichi、Nanao Hidetaka、Sato Osamu、Yamaguchi Aritomo、Shirai Masayuki
    • Journal Title

      Molecular Catalysis

      Volume: 477 Pages: 110519-110519

    • DOI

      10.1016/j.mcat.2019.110519

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] FURFURAL PRODUCTION FROM XYLOSE AND BAMBOO POWDER OVER PROTON-EXCHANGED MONTMORILLONITE CLAYS IN TOLUENE–WATER BIPHASIC SOLVENT2019

    • Author(s)
      Yuki Yamauchi, Hidetaka NaNao, Osamu Sato, Aritomo Yamaguchi, and Masayuki Shirai
    • Journal Title

      Clay Sci.

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 55-59

    • DOI

      10.11362/jcssjclayscience.23.4_55

    • NAID

      130007824867

    • ISSN
      0009-8574, 2186-3555
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of extraction on furfural production by solid acid-catalyzed xylose dehydration in water2019

    • Author(s)
      Sato Osamu、Mimura Naoki、Masuda Yoshio、Shirai Masayuki、Yamaguchi Aritomo
    • Journal Title

      The Journal of Supercritical Fluids

      Volume: 144 Pages: 14-18

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2018.10.004

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Solvolysis of aryl ether compounds in high-temperature methanol solution under high-pressure carbon dioxide2021

    • Author(s)
      Kenkichi Taniguchi, Hidetaka Nanao, Etty Nurlia Kusumawati, Chandrashekhar V. Rode , Osamu Sato, Aritomo Yamaguchi, and Masayuki Shirai
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrogenolysis of benzofuran in aqueous ethanol solution using supported platinum catalyst2021

    • Author(s)
      Yushi Hiraishi, Daiki Horyo; Kenkichi Taniguchi; Etty Kusumawati; Hidetaka Nanao; Chandrashekhar V. Rode; Osamu Sato; Aritomo Yamaguchi, Masayuki Shirai
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alcoholysis of lignin-related model compounds in high-temperature liquid water under high-pressured carbon dioxide2021

    • Author(s)
      Kenkichi Taniguchi, Etty Nurlia Kusumawati, Hidetaka Nanao, and Masayuki Shirai
    • Organizer
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Furfural Production from Xylose and Bamboo Powder over Natural Clays in Water-Toluene Biphasic System2021

    • Author(s)
      Masayuki Shirai, Hidetaka Nanao, Aritomo Yamaguchi, and Osamu Sato
    • Organizer
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Carbon Dioxide on Lubricity of Sulfur-containing Ionic Liquids2021

    • Author(s)
      Yushi Hiraishi, Etty Nurlia Kusumawati, Hidetaka Nanao, and Masayuki Shirai
    • Organizer
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 黒鉛担持Pt-Pd触媒を用いるエタノール水溶液中でのグアイアコールの水素化反応2021

    • Author(s)
      法量大輝, Etty N.Kusumati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      第51回石油・石油化学討論会函館大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温エタノール水溶液を用いるリグニンモデル部位のエタノリシス反応2021

    • Author(s)
      谷口賢吉, Etty Nurlia Kusumawati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      第128回触媒討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] エタノール水溶液中でのベンゾフラン水素化分解における触媒と反応条件の検討2021

    • Author(s)
      平石優志, Etty Nurlia Kusumawati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      第128回触媒討論会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温エタノール水中でのリグニンモデル部位のエタノリシス反応2021

    • Author(s)
      谷口賢吉, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      石油学会 第63回年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Simultaneous supercritical carbon dioxide extraction of furfural produced by catalytic conversion of xylose and biomass in liquid water2021

    • Author(s)
      Osamu Sato, Naoki Mimura, Masayuki Shirai, Aritomo Yamaguchi
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 植物同時酵素糖化粉砕で得られたリグニンによる高分子耐熱化機構の解明2020

    • Author(s)
      敷中一洋, 五月女春香, 築館愛, 富永洋一, 大塚祐一郎
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧二酸化炭素下における高温メタノール水溶液中でのバイオマスモデル部位の加溶媒分解反応2020

    • Author(s)
      谷口賢吉, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      第50回石油・石油化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Solvolysis reaction of benzyl phenyl ether in high-temperature aqueous methanol solution under high-pressured carbon dioxide2020

    • Author(s)
      谷口賢吉, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • Organizer
      令和2年度 化学系学協会東北大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 4-Propylphenol hydrogenation over supported noble metal catalyst with aqueous ethanol solution2019

    • Author(s)
      Y. Nagasawa, N. Minakawa, H. Nanao, O. Sato, A. Yamaguchi, and M. Shirai
    • Organizer
      The 17th Korea-Japan Symposium on Catalysis (Jeju Korea)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SIMULTANEOUS SUPERCRITICAL CARBON DIOXIDE EXTRACTION OF FURFURAL PRODUCED BY CATALYTIC CONVERSION OF XYLOSE AND XYLAN IN HIGH-TEMPERATURE LIQUID WATER2019

    • Author(s)
      Sato Osamu、Mimura Naoki、Shirai Masayuki、Yamaguchi Aritomo
    • Organizer
      the 8th Asia-Pacific Congress in Catalysis (Bangkok Thailand)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水‐二酸化炭素溶媒を利用したへミセルロースからの フルフラール合成2019

    • Author(s)
      佐藤修、三村直樹、白井誠之、山口有朋
    • Organizer
      第124回触媒討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] エタノール水溶液と担持金属触媒を用いるベンゾフランの水素化反応2019

    • Author(s)
      皆川直祐,永澤佳之,七尾英孝,佐藤修,山口有朋,白井誠之
    • Organizer
      第49回石油・石油化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温メタノール水溶液を用いるバイオマスモデル部位のメタノリシス反応2019

    • Author(s)
      谷口賢吉,七尾英孝,佐藤修,山口有朋,白井誠之
    • Organizer
      第49回石油・石油化学討論会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure and hydrothermal stability of chabazite-type zeolite prepared from faujasite-type zeolite2018

    • Author(s)
      R.Kanauchi, S.Keira, C.Matsumoto, Y.Hasegawa, K.Sato, Y.Kiyozumi, O.Sato, A.Yamaguchi, M.Shirai
    • Organizer
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrogenation of 4-propylphenol over carbon supported metal catalyst in aqueous ethanol solution2018

    • Author(s)
      S.Hongo, N.Minakawa, Y.Nagasawa, H.Nanao, O.Sato, A.Yamaguchi, M.Shirai
    • Organizer
      International Symposium on Zeolites and Microporous Crystals (ZMPC2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高温水および高温炭酸水中でのエリスリトールの分子内脱水反応2018

    • Author(s)
      谷口賢吉、本郷秀一郎、七尾英孝、佐藤修、山口有朋、白井誠之
    • Organizer
      第122回触媒討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 水‐二酸化炭素溶媒中でのへミセルロースおよびキシロースのフルフラール変換反応2018

    • Author(s)
      佐藤修、増田善雄、三村直樹、白井誠之、山口有朋
    • Organizer
      第122回触媒討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温水-超臨界二酸化炭素二相反応場を利用した固体酸によるキシロースの変換反応2018

    • Author(s)
      佐藤修、三村直樹、白井誠之、山口有朋
    • Organizer
      化学工学会 第50回秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi