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循環型ケミカル利用を目指した単分子分解法による木質バイオマスからの選択的CO生産

研究課題

研究課題/領域番号 21658060
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 木質科学
研究機関京都大学

研究代表者

河本 晴雄  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (80224864)

研究分担者 坂 志朗  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50205697)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2009年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワードバイオマス / ガス化 / C1化学 / ケミカルス / バイオエネルギー / バイオリファイナリー / 熱分解機構 / 反応制御 / 木質科学 / エネルギー / リファイナリー / 持続可能
研究概要

木質バイオマスからCOとH_2(合成ガス)を製造することができれば、従来天然ガスベースで行われている触媒での変換を組み合わせることで、現在石油より製造されている燃料、ケミカルスを木質バイオマスより製造することが可能になる。本研究課題は、一番のネックとなっているクリーンガス化(特にCO生産)に着目したものである。平成22年度の研究では、以下の成果が得られた。
木材多糖より生成する代表的な揮発性熱分解物であるレボグルコサン、グリコールアルデヒド、ヒドロキシアセトン、蟻酸などはコーク(気相での炭化物)を生成することなく、CO、H_2、CH_4へと変換されることが昨年度の研究で示された。本年度は、これらのガスへの変換機構について検討した結果、水素の引き抜きにより生成するラジカル種の崩壊(β-開裂、α-開裂)による経路が重要な機構であることが示唆された。また、これらの熱分解物をガス状物質として気相に保つことで、脱水反応やグリコシル化反応などの酸性条件で進行する反応が抑制されたが、これについては、これらの反応を触媒する水酸基間の水素結合が気相では抑制されることによる機構が提案された。さらに、気相で効率的にCOとH_2へと変換するためには、本研究で使用してきたPyrexガラス管製の反応器の最高温度である600℃よりも高温での反応、あるいはラジカル生成を目的とした触媒の利用が有効であることが示された。これらの研究成果を基に、2台の管状炉を用いることで熱分解物を与える一次熱分解過程とこれら一次熱分解物の二次分解過程を異なった温度で加熱でき、なおかつ二次分解過程を触媒を作用させながら1000℃までの高温域で検討可能な二段階加熱装置を設計・試作するに至った。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2011 2010

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 糖熱分解における分子内および分子間水素結合の役割-ポリエーテル中での還、元糖の熱分解特性からの提案-2011

    • 著者名/発表者名
      松岡聖二、河本晴雄、坂志朗
    • 学会等名
      第61回日本木材学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-03-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 木材多糖熱分解物のガス化特性2010

    • 著者名/発表者名
      福留明日香、河本晴雄、坂志朗
    • 学会等名
      第19回日本エネルギー学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-08-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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