海底熱水系における高濃度CO2及び高温・高圧環境を利用した高効率メタノール合成

• 研究課題/領域番号: 15K13603
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 土岐 知弘 琉球大学, 理学部, 准教授 (50396925)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 二酸化炭素 / 還元反応 / 金属触媒 / 流体定常条件 / 水素還元状態 / 表面活性 / 海底熱水系 / メタノール合成 / 高温・高圧

研究成果の概要

触媒として用いることとした合金の表面を，いかに効率よく活性化するかについて，合金の種類及び合金に添加する金属を変えて活性化の度合いを比較した。その結果，いずれの条件においても，もっとも肝心な条件は，そもそも合金に水素を十分吸わせておくことであることが明らかとなった。金属表面をX線を用いて元素の酸化還元状態を確認したところ，水素を十分に吸わせておいた状態では還元状態となっており，二酸化炭素の還元反応を起こすと表面が酸化していることが明らかとなった。より現場の条件に近い流体の定常的に流れる条件では，ランタンとニッケルの合金が著しく高い還元力を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of gas discharging from Taketomi submarine hot spring off Ishigaki Island in the southern Ryukyu Islands, Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Toki, Daigo Iwata, Urumu Tsunogai, Daisuke D. Komatsu, Yuji Sano, Naoto Takahata, Hiroshi Hamasaki, Jun-ichiro Ishibashi
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 330 ページ: 24-35
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2016.11.018
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of CO2 on hydrogen absorption in Ti-Zr-Mn-Cr based AB2 type alloys (2017)
  • 著者名/発表者名: Nobuko Hanada, Hirotaka Asada, Tessui Nakagawa, Hiroki Higa, Masayoshi Ishida, Daichi Heshiki, Tomohiro Toki, Itoko Saita, Kohta Asano, Yumiko Nakamura, Akitoshi Fujisawa, and Shinichi Miura
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 705 ページ: 507-516
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2017.02.067
  • 査読あり
• [学会発表] AB2型水素吸蔵合金のCO2被毒耐性と炭化水素生成反応の相関とメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 平敷 大地，土岐 知弘，花田 信子，荒西 研吾，石田 政義，中川 鉄水
  • 学会等名: 第12回水素若手研究会
• [学会発表] AB2型水素吸蔵合金のCO2被毒耐性と炭化水素生成反応の相関とメカニズム (2017)
  • 著者名/発表者名: 平敷 大地，土岐 知弘，花田 信子，荒西 研吾，石田 政義，中川 鉄水
  • 学会等名: 日本金属学会2017年秋期大会