| 研究課題/領域番号 |
20H00642
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 静岡大学 |
|---|
研究代表者 |
福原 長寿 静岡大学, 工学部, 教授 (30199260)
|
|---|
| 研究分担者 |
河野 芳海 静岡大学, 工学部, 准教授 (50334959)
武田 和宏 静岡大学, 工学部, 准教授 (60274502)
立川 雄也 九州大学, 工学研究院, 助教 (70587857)
渡部 綾 静岡大学, 工学部, 准教授 (80548884)
小倉 鉄平 関西学院大学, 工学部, 教授 (90552000)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2022年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2021年度: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2020年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
|
|---|
| キーワード | CCU / 温室効果ガス / メタネーション / ドライ改質反応 / 固体炭素捕集 / 構造体触媒システム / CO2資源化 / メタン化反応 / 構造体触媒 / オートメタネーション / 合成ガス / ドライリフォーミング / 自動メタン化 / ＣＣＵ |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、産業プロセスから排出されるCO2ガスを触媒材料で化学的に変換し、その削減と資源化を図るCCU型触媒プロセスを構築する。具体的には、排出ガスを模擬した混合ガス（CO2＋空気）からメタン化反応でCH4を製造し、ドライ改質反応でそのCH4を合成ガス（CO+H2）に変換する。さらに、合成ガスから有用化学品（アルコールや低級炭化水素）を製造する触媒プロセスを開拓する。研究ポイントは、通常250～300℃を要するメタン化反応を室温域で作動または起動すること、ドライ改質に対して炭素析出耐性の高い触媒材料を開発すること、有用化学品の合成反応を高効率で実施する触媒反応システムを構築することである。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、産業プロセス排出CO2ガスの大量処理を目的に、高速ガス供給時のメタン化特性やドライ改質特性、合成ガスからの固体炭素の捕集を調査した。また、室温域で作動するオートメタネーションの学術的な発現要因を解明し、工業的な利用性について調べた。スパイラル形構造体触媒(Ni/CeO2、Ru/CeO2)で構築した大型反応システムは、高速で高効率なCO2処理機能を示した。オートメタネーション現象はMIEの序列が関与しており、特にCeO2触媒でその効果が顕著であった。ドライ改質場(Ni系構造体触媒)と固体炭素捕集場(Fe系構造体触媒)の組み合わせシステムで、約36％の固体炭素捕集に成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
COP会議で温室効果ガスの削減目標値が定まった現在、産業プロセスから排出されるCO2ガスの処理とその有効利用の技術開発は重要である。本研究の推進によって、スパイラル形構造体触媒で構成した触媒反応システムは、かなりの高速条件で原料ガスを処理し、CO2を高い効率でCH4に変換することが明らかとなった。また、生成CH4と未反応CO2によるドライ改質反応で合成ガスを製造しつつ、COの不均化反応で固体炭素を約36％(供給したCO2に対して)捕集する技術を開発することに成功した。得られた成果は、CO2処理を大量かつ経済的に実施する新規な触媒反応プロセスの開拓につながり、実施の意義が明確となった。
|
