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メタン分解触媒を経由する新規な高機能水素貯蔵材料の作成

研究課題

研究課題/領域番号 15K13766
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
研究機関旭川工業高等専門学校

研究代表者

宮越 昭彦  旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (10249724)

研究分担者 大島 功三  旭川工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10310971)
小寺 史浩  旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (20634421)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワードメタン直接分解 / マイクロ波加熱 / カーボンナノオニオン / 水素貯蔵材 / 炭素バリューチェーン / 省エネルギー型触媒 / メタン分解 / 電極素材 / 水素貯蔵 / 金属内包フラーレン / 低炭素化学 / CO2ドライリフォーミング
研究成果の概要

本研究はマイクロ波加熱と触媒を組み合わせた反応器を用いて、メタン分解プロセスの開発に取り組んできた。今回は触媒プロセス開発において次の点に焦点を絞った。1)触媒反応条件における、マイクロ波加熱条件の確立、2) 長時間稼働における触媒活性劣化要因の見極め、3) メタン以外の低級炭化水素を適用する場合の特性、4) 省エネルギー型触媒の開発。
上記に加え、炭素材の視点から検討した。とくにニッケル包含ナノオニオン(Ni-CNO)の精製法の開発と水素貯蔵性能そして燃料電池電極の性能示準である酸化還元反応電位の評価を行った。さらにNi-CNOの形成機構について炭素侵入型固溶体の形成原理に基づき検証した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Development of Innovation Process for H2 producing2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishimaru,Akihiko Miyakoshi
    • 雑誌名

      The 6th ISTS 2016

      巻: 1 ページ: 146-152

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxygen Reduction Reaction at Carbon-Based Particles by Microwave-Assisted Catalytic Decomposition measured in Acetonitrile2016

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Kodera, Narumi Yoshida, Hiroya Ishikawa, Ryo Saito, Shogo Nakagawa, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda
    • 雑誌名

      ECS Trans.

      巻: 75 号: 14 ページ: 859-862

    • DOI

      10.1149/07514.0859ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electro-Catalytic Oxygen Reduction Activity of Graphene-Covered Nickel Particles Prepared by Microwave-assisted Catalytic Decomposition2015

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Kodera, Haruki Takada, Hajime Nishimura, Yutaka Akinaga, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 5 ページ: 339-341

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.339

    • NAID

      130005067102

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応-炭化モリブデンの助触媒効果と加熱効果-2017

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,近藤 諒,長谷川 舞,宮越昭彦
    • 学会等名
      石油学会第66回研究発表会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2017-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of System for Gydrogen Production with Microwave Heating2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishimaru,Mai Hasegawa, Narumi Yoshida, Fumihiro Kodera, Akihiko Miyakoshi
    • 学会等名
      16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd Interntional Symposium of Institute for Catalysis
    • 発表場所
      かでる2.7 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Magnesium Addition to Ni-Mo2C-ZSM-5-SiC catalyst on Directive CH4 Decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Mai Hasegawa, Hiroya Ishimaru, Akihiko Miyakoshi
    • 学会等名
      16th Korea-Japan Symposium on Catalysis & 3rd Interntional Symposium of Institute for Catalysis
    • 発表場所
      かでる2.7 (北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンオニオン構造を有する炭素粉粒体による酸素還元反応2017

    • 著者名/発表者名
      吉田生未,石川浩也,長谷川 舞,石丸裕也,梅田 実,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      2017年電気化学会 第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波メタン分解により生じる機能性炭素粉末体の分離精製に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      石川浩也,吉田生未,長谷川 舞,石丸裕也,梅田 実,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      2017年電気化学会 第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2017-03-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用した新規なメタン直接分解法-炭素固体化能を有する金属種の探索-2017

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,十川智一,近藤 諒,長谷川 舞,山口翔生,宮越昭彦
    • 学会等名
      第119回触媒討論会
    • 発表場所
      首都大学東京(東京都)
    • 年月日
      2017-03-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 夢の二酸化炭素排出量ゼロへ~電子レンジを用いる新しい水素製造法~2017

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,宮越昭彦
    • 学会等名
      第6回サイエンス・インカレ
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス春日エリア(茨城県・つくば市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] オニオン構造を含む機能性炭素による溶存塩素および酸素の電極挙動2017

    • 著者名/発表者名
      吉田生未,石川浩也,北村美彩,藤澤菜那,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応(8)-ランタン成分の添加効果-2017

    • 著者名/発表者名
      山口翔生,石丸裕也,十川智一,近藤 諒,長谷川 舞,宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応(7)-分解エネルギー低減化に対するマグネシウムの作用-2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川 舞,石丸裕也,十川智一,近藤 諒,山口翔生,宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応(6)-炭化モリブデンの助触媒効果-2017

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,十川智一,近藤 諒,長谷川 舞,山口翔生,宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2017年冬季研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2017-01-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigations into Properties of New Functional Carbon Particles for Application in Electrochemical Energy Conversion2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishikawa, Narumi Yoshida, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda, Fumihiro Kodera
    • 学会等名
      STI-Gigaku 2017
    • 発表場所
      Nagaoka, Niigata
    • 年月日
      2017-01-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用したメタン直接分解プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦
    • 学会等名
      平成28年度北海道地区高専研究連携協議会(エネルギー・環境部会)
    • 発表場所
      北海道科学大学(北海道・札幌)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波分解触媒におけるNi成分の炭素粉末生成に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩,宮越昭彦
    • 学会等名
      平成28年度富山大学研究推進機構 水素同位体科学研究センター 一般共同研究成果報告会
    • 発表場所
      富山大学 水素同位体科学研究センター(富山県・富山市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用した新規な水素の製造法2016

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,十川智一,近藤 諒,長谷川 舞,山口翔生,宮越昭彦
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ2016
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Reduction Reaction at Carbon-Based Particles by Microwave-Assisted Catalytic Decomposition measured in Acetonitrile2016

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Kodera, Narumi Yoshida, Hiroya Ishikawa, Ryo Saito, Shogo Nakagawa, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda
    • 学会等名
      PRiME 2016 October 2-7, 2016, Honolulu, Hawaii
    • 発表場所
      Hawaii, Honolulu
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用した高純度水素および機能性炭素の併産プロセス2016

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦, 十川智一,石丸裕也,近藤 諒,長谷川 舞,山口翔生,小寺史浩
    • 学会等名
      第118回触媒学会触媒討論会盛岡大会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県・盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] バイオセンシングを指向した酵素固定用担体の開発2016

    • 著者名/発表者名
      石川浩也,吉田生未,北村美彩,藤沢菜那,杉本敬祐,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      生体医工学シンポジウム2016
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール(北海道・旭川市)
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱特性を利用するCO2フリー水素と機能性炭素の併産法2016

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2016
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都・江東区)
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用する低級炭化水素の直接分解反応2016

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也、十川智一、宮越昭彦
    • 学会等名
      石油学会 第65回研究発表会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波メタン分解による機能性炭素の酸素還元における粒子径の影響2016

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩、齋藤 僚、中川省吾、梅田 実、宮越昭彦
    • 学会等名
      電気化学会第83回大会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府・吹田市)
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用する低炭素化合物の直接分解反応2016

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也、宮越昭彦
    • 学会等名
      第5回サイエンスインカレ
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応(3)-触媒活性種の形成機構と再利用化の検討―2016

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也、十川智一、宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応(4)-マイクロ波運転モードとゼオライト種の関係―2016

    • 著者名/発表者名
      十川智一、石丸裕也、宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni包含ナノグラフェンを含む機能性炭素電極による酸素および塩素化学種のフロー分析2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤 僚、中川省吾、宮越昭彦、小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波メタン分解生成炭素の酸素還元反応に対する粒子径の影響2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤僚、安久津瑞樹、宮越昭彦、小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-01-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱特性を利用する低級炭化水素の分解反応-私の研究戦略-2016

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦
    • 学会等名
      触媒学会北海道支部第56回オーロラセミナー
    • 発表場所
      平取温泉ゆから(北海道・平取町)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタン分解炭素における精製分離法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 諒,十川智一,石丸裕也,宮越昭彦
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2016年夏季研究発表会(室蘭大会)
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道・室蘭市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波を利用するメタン直接分解反応(5)-マグネシウム成分の添加効果-2016

    • 著者名/発表者名
      石丸裕也,十川智一,近藤 諒,長谷川 舞,山口翔生,宮越昭彦
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2016年夏季研究発表会(室蘭大会)
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道・室蘭市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ‐メタン資源活用講座‐ マイクロ波加熱を利用したメタン転換触媒プロセスの新展開‐2015

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦
    • 学会等名
      K-ARCシンポジウム2015(東北・北海道地区高専研究発表会)
    • 発表場所
      鶴岡メタボロームキャンパス(山形県・鶴岡市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を目的とした誘電体のパラメータフリー遺伝的アルゴリズムを利用した最適設計2015

    • 著者名/発表者名
      加藤広希、大島功三、村本 充、大宮 学
    • 学会等名
      電気・情報関係学会北海道支部連合大会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道・北見市)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応-触媒のゼオライト種とメタン反応活性-2015

    • 著者名/発表者名
      十川智一、石丸裕也、吉田大生、宮越昭彦
    • 学会等名
      石油学会 名古屋大会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni包含C構造を備える機能性炭素における活性サイトの評価2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤 僚、高田晴旭、小寺史浩、梅田 実、宮越昭彦
    • 学会等名
      電気化学秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学(埼玉県・深谷市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用したメタン転換触媒プロセスの新展開2015

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦、小寺史浩
    • 学会等名
      イノベーション・ジャパン2015
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都・江東区)
    • 年月日
      2015-08-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波加熱を利用するメタン直接分解反応-触媒のゼオライト種と反応活性―2015

    • 著者名/発表者名
      十川智一、石丸裕也、吉田大生、宮越昭彦
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部夏期研究発表会
    • 発表場所
      函館工業高等専門学校(北海道・函館市)
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Ni包含C構造を有する機能性炭素電極の開発と酸素還元特性2015

    • 著者名/発表者名
      高田晴旭、齋藤 僚、小寺史浩、梅田 実、宮越昭彦
    • 学会等名
      第22回燃料電池シンポジウム
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都・江戸川区)
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 燃料電池―システム制御と基盤技術2015

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦
    • 出版者
      東レリサーチセンター
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] -メタン資源活用講座 - マイクロ波加熱を利用したメタン高度利用化の連携と展開

    • URL

      http://pr.tsuruoka-nct.ac.jp/~k-arc/virtual.asahikawa.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] マイクロ波加熱と触媒機能を融合した革新的水素製造プロセスの開発

    • URL

      https://shingi.jst.go.jp/past_abst/abst/p/13/1343/hokkaido_1-1.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] マイクロ波を利用した低級炭化水素源からの高純度水素製造プロセスの開発

    • URL

      https://shingi.jst.go.jp/past_abst/abst/p/14/1454/a-step3_02.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 高純度水素と機能性炭素を併産するメタン改質プロセスの開発

    • URL

      https://shingi.jst.go.jp/past_abst/abst/p/14/1425/zenkoku-kosen05.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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