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選択的水素透過型分離膜反応器の開発と炭素循環制御

研究課題

研究課題/領域番号 13126219
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関鹿児島大学

研究代表者

上村 芳三  鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222)

研究分担者 愛甲 涼子  鹿児島大学, 工学部, 教務職員 (50244265)
吉田 昌弘  鹿児島大学, 工学部, 助手 (50315397)
幡手 泰雄  鹿児島大学, 工学部, 教授 (00038051)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2002年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2001年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
キーワード水素 / 選択透過膜 / 水素吸蔵合金 / 低級飽和炭化水素 / 二酸化炭素 / 炭素循環 / 分離膜反応器 / パラジウム / メタン / LaNi_5 / シクロヘキサン / グリーンケミストリー
研究概要

選択的水素透過型分離膜反応器により、(1)二酸化炭素を一酸化炭素に転化し、有効利用する、(2)炭化水素を脱水素し、より付加価値の高い不飽和炭化水素に転化する、ことを目的とした。
前年度の研究においては、(1)二酸化炭素水素化触媒の検討および(2)メタンカップリング触媒の検討、を行った。
今年度は、以下の項目について検討を行い、3年間のまとめとした。
1.低級飽和炭化水素/二酸化炭素系の膜反応
(1)膜の両側でそれぞれ以下の反応が可能であることを示した。
・炭化水素(メタン、エタン、プロパン、ブタン)の脱水素
・二酸化炭素の還元(主生成物:一酸化炭素)
(2)水素吸蔵合金成型膜の物理的、化学的変化
・化学的構造・・・二酸化炭素によってニッケル(もしくはそれを主成分とする合金)相とランタンリッチ相(酸化ランタンと考えられる)に変化する。
・物理的構造・・・基本構造変化なし。コークはニッケル相から生じる。
・水素透過性・・・ある程度の水素の選択透過性を保有。
(3)MNi_5(LaNi_5とCaNi_5)は、Mによって活性が異なる。析出相の相違に起因すると考えられる。
2.モデル化とシミュレーション
(1)膜の物理構造の変化(銅メッキ量と成型圧)は、intrinsicな反応速度パラメーターに影響を及ぼさなかった。
(2)膜の物理構造の変化(銅メッキ量増加と成型圧増大)は、有効拡散係数を小さくした。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (4件)

  • [文献書誌] Y.Uemura: "CO_2 Hydrogenation with Hydrogen from Hydrocarbon using LaNi_5 as a Catalyst and as a Hydrogen Reservoir -A Fundamental Study for Membrane Separation Catalytic Reactor-"Macro Review. 16. 173-177 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Uemura: "Carbon Dioxide Hydrogenation On Hydrogen Storage Alloys -A Fundamental Study For Membrane Separation Reactor-."Proceedings of The First European Hydrogen Energy Conference. CP2/121 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Uemura, Y.Osumi, Y.Hatate: "CO_2 Hydrogenation with Hydrogen from Hydrocarbon using LaNi_5 as a Catalyst and as a Hydrogen Reservoir -A Fundamental Study for Membrane Separation Catalytic Reactor-"Proceedings of The Fourth Asia Pacific Conference on Sustainable and Environmental Technologies. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Uemura, K.Morita, Y.Hatate: "Carbon Dioxide Hydrogenation On Hydrogen Storage Alloys -A Fundamental Study For Membrane Separation Reactor -"Proceedings of The First European Hydrogen Energy Conference. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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