| 研究課題/領域番号 |
21K18317
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分64:環境保全対策およびその関連分野
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
福原 長寿 静岡大学, 工学部, 教授 (30199260)
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| 研究分担者 |
河野 芳海 静岡大学, 工学部, 准教授 (50334959)
渡部 綾 静岡大学, 工学部, 准教授 (80548884)
小林 正樹 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (90312678)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2022年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| 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削減 / ドライ改質 / CO2資源化 / 構造体触媒 / 低炭素化 / オートメタネーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、温室効果ガスとされるCO2を含んだ工業排ガスを触媒変換プロセスによって処理し、資源となるCH4や合成ガス、そして固体炭素の捕集を図るCCU型触媒プロセスを構築するものである。具体的には、産業設備からの排出CO2ガスをメタン化反応でCH4に変換し、そのCH4をドライ改質反応で合成ガス（CO+H2）へと変換する。さらに、この合成ガスから固体炭素を連続捕集する触媒プロセスの開拓を図るものである。COP21パリ協定で我国が宣言した、CO2ガス排出量の26％削減（2021年4月に46%に修正）に貢献する触媒プロセスの開拓である。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、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、産業プロセス排出CO2ガスの大量処理を目的にした。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。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。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
産業プロセスから排出されるCO2ガスの処理とその有効活用の技術開発は、我国がCOP会議で約束宣言した削減目標値の達成に貢献する。本研究の推進から、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、高速条件下(1.0秒以下)でも原料ガスを効率的に処理し、CO2を効率的に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る。意義ある成果が得られた。
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