研究課題
若手研究(A)
本研究ではバイオマス変換に有効な触媒と、本触媒に特異的に電磁波エネルギーを印加することが可能な高周波化学反応装置群を開発した。さらに、本装置群を改良し反応中にin situ で触媒構造やバイオマス構造を観測することができるin situ Raman測定、in situ XAFS測定、in situ 誘電率測定システムを開発した。これらの装置を用い、高周波を照射することにより、ポリオキソメタレートを介した触媒反応が加速されることを実証した。さらに、本手法はバイオマスの可溶化反応や凍結乾燥、CO2回収等などさまざまな化学プロセスにも適用可能であることを示した。
本研究は、電磁波を用いて効果的に触媒反応を駆動し、バイオマス変換反応を促進する方法論を確立した。従来のマイクロ波装置は発振周波数が2.45GHzに限られてきたが、物質の誘電特性は周波数に依存して大きく変化する。そこで、電解質の触媒が高周波帯域に電磁波吸収を示すことに着目して、新たに高周波化学反応装置群を開発した。本装置を用いて、高周波によって特異的に反応が促進されることを実証した。さらに、本装置はバイオマス変換反応のみならず、様々な化学プロセスにも応用可能であった。これらの電磁波駆動化学反応は、太陽光や風力などをもとに駆動する、再生可能エネルギー時代に新化学プロセスとして期待される。
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