| 研究課題/領域番号 |
18K18754
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
古閑 一憲 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (90315127)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | プラズマ / 触媒 / CO2メタン化 / サバチエ反応 / 水素貯蔵 / 任意波形 |
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| 研究成果の概要 |
CO2メタン化がCO2削減法として期待され、H2とCO2からCH4を生成するサバティエ反応が用いられている。ここではH2/CH4 プラズマと触媒の併用により、従来にない高スループット反応を低温で実現することを目指している。ここでは、以下の成果を得た。（１）低圧H2/CH4プラズマと触媒を併用したCO2メタン化プロセスにおける反応律速段階が触媒温度により、低温では気相反応、高温では表面反応律速であることを明らかにした。（２）ガス流速や水素濃度、パルス放電のduty比が重要な放電パラメータであることを明らかにし、気相反応の促進により表面反応が活性となる温度を低減可能であることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本のCO2排出量を2050年までに80%削減する目標が設定される中、カーボンリサイクリングによるエネルギー貯蔵が注目を集めている。その中でCO2の水素化は水素貯蔵プロセスとして特に重要視されている。従来の触媒を利用したサバティエ反応によるCO2メタン化では、①触媒表面におけるカーボン析出により触媒活性が失われること、②触媒法は200℃以上のプロセス温度が必要であるがサバティエ反応は発熱反応であるためプロセス温度が容易に上昇し期待しない副反応の促進や触媒失活を招くことが課題である。本研究により、プラズマと触媒の併用プロセスが従来の触媒法を補完する技術して期待できることを示した。
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