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水熱プロセスによる二酸化炭素からの有機化合物の直接合成

研究課題

研究課題/領域番号 13555277
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 資源開発工学
研究機関東北大学

研究代表者

山崎 仲道  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50036589)

研究分担者 中塚 勝人  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60005345)
小田 幸人  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40005369)
後藤 芳彦  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20221252)
橋田 俊之  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40180814)
土屋 範芳  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40207410)
研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
2002年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワード非平衡反応装置 / 水熱反応 / 二酸化炭素の還元反応 / 有機化合物の直接合成 / 亜臨界 / 非平衡流通式反応装置 / 二酸化炭素の還元 / 有機物の直接合成 / 還元反応に及ぼすニッケル添加の効果 / 長鎖有機物 / バッチ式還元装置
研究概要

水および二酸化炭素を金属鉄あるいはニッケルとともに水熱条件にさらすと水と二酸化炭素の両者から酸素が金属に引き抜かれ、結果として水から活性に富んだ水素が発生すると同時に二酸化炭素も活性化する。この両者が反応して有機化合物が生成する。この原理を確認し、平成14年度では反応条件と生成物の解析から中性条件では、一酸化炭素を経由するフィッシャートロプシュ反応を主反応とし、メタンからヘキサンまでのアルカン類の生成を確認した。また酸性条件では酢酸を中心としたカルボン酸の生成を、また金属のかわりにマグネタイトを還元剤として使えば、エタノールの生成をそれぞれ確認した。工業化を考えた場合、メタンおよびカルボン酸を高収量で得られることを見出した。工業化では焼却炉あるいは発電所からの廃ガスを直接利用することになる。14年度では反応のプロセスを探求すると同時に工業化のための大量処理を仮定した流通系の連続処理プロセスの小型テストプラントを作成し、非平衡下での反応を調べた。バッチ式オートクレーブを使った平衡系の反応、いいかえれば理想系での実験に比べて流通型オートクレーブは、自然界での現実の反応に近く、また大量処理のための工業化プロセスの主体をなすものであるが、科学的には未踏領域ともいわれる複雑反応系である。ここでは加熱パイプの内部に旋盤による屑状態の鉄を置き、これに塩酸と二酸化炭素を200℃加熱下で流通させ、生成有機物の気体・液体を相互に分離し、それぞれを分析する方法をとった。マイルドな水熱条件下で水起源の活性水素をつくり、二酸化炭素を同時に活性化せしめ、炭化水素を合成、反応条件による反応選択性の可能性を見出し、ついで収量・収率から流通式の非平衡反応で工業化の可能性を提示するという一連の計画を遂行し、流通式非平衡装置の設計・製作および装置の特性試験を行い、それを使って流通系による工業化の可能性を得ることができた。

報告書

(3件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] Y.Suto, T.Hashida, N.Yamasaki: "Measurement of CO2 Solubility in Simulated Underground water at Depth for the Carbon Dioxide Sequestration"Proc. of Joint Sixth Inter. Symo. on Hydroth. React. and Forth Inter. 1 Conf. on Solvo-Thermal Reaction. 6,4. 309-312 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Suto, L.Liu, T.Hashida, T.Tsuchiya, N.Yamasaki: "Experimental Study of Rock/Water/CO_2 Interaction at Temperature of 100-350 degree"Proceeding of Tenth International Water Rock Interaction Symposium. 10. 341-344 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yashiro, T.Kori, N.Hirano, Y.Oda, N.Yamasaki: "Organic Compound Synthesis from CO_2 by Hydrothermal Reduction"Proceeding of Fifth Conference on Solvo-Thermal Reactions. 5. 302 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kori, Y.Yashiro, N.Yamasaki: "Methane Formation from Carbon dioxide under Hydrothermal Conditions"Proceeding of Fifth Conference on Solvo-Thermal Reactions. 5. 107-110 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 屋代裕一, 郡寿也, 高橋浩雄, 山崎仲道: "水熱還元による二酸化炭素からの有機化合物合成"資源・素材学会講演春季大会講演集. 52 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高橋浩雄, 屋代裕一, 山崎仲道, 郡寿也: "水熱法による二酸化炭素の直接還元"第22回エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集. 383-384 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Suto, Y. Hashida, N. Yamasaki: "Measurement of CO_2 Solubility in Simulated Underground water at Depth for the Carbon Dioxide Sequestration"Proc. of Joint Sixth Inter. Symo. On Hydroth. React. And Forth Inter. 1 Conf. on Solvo-Thermal Reaction. 6. 6, 4. 309-312 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Suto, L. Liu, T. Hashida, T. Tsuchiya, N. Yamasaki: "Experimental Study of Rock/Water/CO_2 Interaction at Temperature of 100-350 degree"Proc. of Tenth International Water Rock Interaction Symposium. 10. 341-344 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yashiro, T. Kori, N. Hirano, Y. Oda, N. Yamasaki: "Organic Compound Synthesis from CO_2 by Hydrothermal Reduction"Proc. of Fifth Conference on Solvo-Thermal Reactions. 5. 302 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kori, Y. Yashiro, N. Yamasaki: "Methane Formation from Carbon dioxide under Hydrothermal Conditions"Proc. of Fifth Conference on Solvo-Thermal Reactions. 5. 107-110 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Yashiro, T. Kori, H. Takahashi, N. Yamasaki: "Organic Compound Synthesis from Carbon dioxide by Hydrothermal Reduction"Proc. MMIJ Annual Meeting. 52 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Takahashi, Y. Yashiro, N. Yamasaki, T. Kori: "Direct Reduction of CO_2 by Hydrothermal Process"Proc. of The 22th Annual Meeting of Japan Society of Energy and Resources. 383-384 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kori, Y.Yashiro, N.Yamasaki: "Methane Formation from Carbon Dioxide under Hydrothermal Condetion"5th International Conference on Solvo-Thermal Reactions. Vol.5. 107-110 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yashiro, T.Kori, N.Hirano, Y.Oda, N.Yamasaki: "Organic Compound Synthesis from CO2 by Hydrothermal Reduction"5th International Conference on Solvo-Thermal Reactions. Vol.5. 302-303 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 屋代裕一, 後藤芳彦, 小田幸人, 平野伸夫, 山崎仲道: "水熱還元によるCaCO3からの有機化合物の直接合成"化学工学会第67年会研究発表講演要旨集. Vo1.67. H318-H318 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 屋代裕一, 郡寿也, 高橋浩雄, 山崎仲道: "水熱還元によるCO2からの有機化合物の直接合成"資源素材学会平成15年度春季大会. (発売予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 高橋浩雄, 屋代裕一, 郡寿也, 山崎仲道: "水熱法による二酸化炭素の直接還元"第22回エネルギー・資源学会研究発表会. (発売予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Suto Y., T hashida, N Yamasaki: "Measurement of CO2 Solubility in Simulated Underground Water at Depth for the Carbon Dioxide Sequestration"Proc. of Joint Sixth Inter. Symp on Hydroth React and Forth Inter..lConf..on SOlvo Thermal Reaction. 6.4. 309-312 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Suto Y., L Hashida, T Tsuchiya, N yamasaki: "Experimental Study of Rock/Ware/CO2 Interaction at Temperature of 100-350 degree"Proceeding of Tenth International Water Rock Interaction Symposium. 10. 341-344 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yamasaki N, Y Oda, Y Yashiro: "Direct Synthesis of Organic Compound from Carbon Dioxide by Hydrothermal Reduction"Proceeding of Sixth International Conference on Solvo-Thermal Reaction. 6(発売予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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