| 研究課題/領域番号 |
20K05216
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
島 明日香 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (80570035)
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| 研究分担者 |
小廣 和哉 高知工科大学, 環境理工学群, 教授 (60170370)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 複合金属酸化物 / 逆水性ガスシフト反応 / CO合成 / ケミカルループ法 / 酸素キャリア / 酸化鉄 / 酸化セリウム / ナノ粒子多孔体 / 逆水性シフト反応 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属酸化物を酸素キャリアとしたケミカルループ法による逆水性シフト反応(RWGS-CL)は、高効率・高選択的にCO2からCOを合成する方法の一つとして注目されている。本研究は、反応速度、酸素受容性、寿命の点でRWGS-CLに最適な酸素キャリアの合成と機能評価を行い、含有金属酸化物の種類・組成比・粒径等の条件・特性を明らかにする。評価対象には酸化鉄・酸化セリウムを軸に、複数の金属酸化物を5 nm 以下のナノ粒子レベルで均一混合した複合金属酸化物多孔体を用いる。また、同物質の粒子界面を中心とした表面観察や、その酸化還元特性を分析することで、金属酸化物ナノ粒子の反応への寄与メカニズムを解明する。
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| 研究成果の概要 |
ケミカルループ法による逆水性ガスシフト反応(RWGS-CL)は、CO2からCOを選択的に合成する方法の一つとして注目されている。本研究は、酸化鉄及び酸化セリウムから構成される複合金属酸化物多孔体の構造特性が、本反応へ与える影響について検討した。
Fe、Ceの含有量が約１：１の複合金属酸化物多孔体の反応特性をTGA、XPS、GC等を用いて評価した。反応後サンプルのSTEM-EDX分析ではFeおよびCeの均一的な分散が維持されていることが明らかになった。同一サンプルに対してRWGS-CL反応を繰り返した試験では、複合化による反応の安定化効果が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新規Fe2O3-CeO2ナノ粒子球状多孔体の酸素キャリアとしての有用性を示すことで、他のCL反応向け酸素キャリア合成への展開が期待できる。他方、COは石油由来の有価物を人工的に製造するための出発原料であり、このCOを従来よりも高効率・高選択的かつ省エネにCO2から直接合成することは、今日の世界的なCO2活用の機運の中、実用化が強く期待される反応経路の一つと言える。
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