| 研究課題/領域番号 |
18H01778
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
河瀬 元明 京都大学, 工学研究科, 教授 (60231271)
|
|---|
| 研究分担者 |
蘆田 隆一 京都大学, 工学研究科, 講師 (80402965)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
|
|---|
| キーワード | 電気化学反応 / 選択 / 水素 / 化成品 / 界面電位差 |
|---|
| 研究成果の概要 |
アルコールの部分酸化によるアルデヒド合成を取り上げ，反応速度論的な研究を行った。この反応系は逐次反応であり，アルデヒドはさらに酸化されるとカルボン酸となる。アルコール酸化とアルデヒド酸化では平衡電位が異なるため，電位によって選択性を変えることができる。カソードでの水素製造も行える反応系である。
各生成物のエタノール基準選択率と界面電位差の関係をみると，目的生成物であるアセトアルデヒドの選択率は界面電位差が0.8 Vで最大となり，生成物の選択率は界面電位差によって制御できることが示された。また，界面電位差と電流密度との関係を定式化することでエタノール電解酸化反応の系におけるTafel式を得た。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カソードでの電解水素製造とアノードでの高選択性化成品製造を同時に行うプロセスを開発した。電気化学反応は高い選択性を有するため，従来プロセスよりも副生物が少なく，効率と環境負荷の点で優れた化成品製造プロセスの実現が期待できる。
また，電気化学反応の速度は，温度と濃度に加えて，電極と電解質の界面電位差にも依存するため，従来の化学工学にはない理論が必要である。速度論ならびに装置と運転条件の最適設計法を一般化し，将来の汎用的なプロセスの開発と新しい学理の構築の指針となった。
|
