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バイオエタノールの水蒸気改質反応用固体触媒と反応システムの開発及び反応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22915008
研究種目

奨励研究

配分区分補助金
研究分野 化学
研究機関筑波大学

研究代表者

伊藤 伸一  筑波大学, 数理物質科学等技術室, 技術専門職員

研究期間 (年度) 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
570千円 (直接経費: 570千円)
2010年度: 570千円 (直接経費: 570千円)
キーワードエタノール水蒸気改質反応 / 担持金属触媒 / 金属-酸化物相互作用
研究概要

バイオエタノールは糖類の発酵により生成できる。原料が植物であることから、石油などの地下資源と比べて再生可能であり、カーボンニュートラルであることから将来期待されるものである。このバイオエタノールから固体触媒反応により、燃料電池用水素の生成が出来れば、石油資源の枯渇や地球温暖化対策の一つになると考えられた。本研究では、触媒の微細構造等が変化することでその活性や生成物の選択性が向上することを期待し、触媒となる貴金属(白金)やニッケルの微粒子を調製する際に磁場を印加し焼成処理、還元処理を行う反応装置を製作した。市販の小型電磁石の極間に、研究代表者自身の独自技術により製作した小型電気炉を設置し、触媒調製を行った。このような反応装置は過去に例がなく独創的なものである。目的とした反応は、バイオエタノールの水蒸気改質反応で、モデル反応液として14wt%のエタノール水溶液を用い、気化させた後、触媒層に導入して反応を行った。実験の結果、磁場を印加して調製した触媒の活性は、印加していない触媒に比べて低いものとなった。透過型電子顕微鏡観察によれば、触媒の微粒子の形状については、従来の方法により調製した触媒とほとんど変わりないものであった。したがって、何らかの効果(負の効果ではあるが)は見出すことが出来たが、新たな課題も生じた結果となった。生成物の選択性は、従来の方法によって調製した触媒とほとんどかわりないことから、反応機構については、まずエタノールの脱水素が起こり、生成したアセトアルデヒドが分解する過程が考えられた。
成果の公表については、エタノールの水蒸気改質反応についてこれまでの研究結果を国際的な専門誌Catalysis Communicationsに投稿し、審査の結果、掲載された。また、平成22年12月に開催された「2010環太平洋国際化学会議(Pacifichem 2010)」において発表し、国内外の研究者とも意見交換を行った。また、筑波大学技術報告にも掲載された。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 金属酸化物添加担持白金触媒によるエタノールの水蒸気改質反応-反応装置の製作と触媒活性試験結果-2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤伸一
    • 雑誌名

      筑波大学技術報告(技術発表会報告集)

      巻: 31 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Steam reforming of ethanol over metal-oxide-promoted Pt/SiO_2 catalysts : Effects of Strong metal-oxide interaction (SMOI)2010

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 雑誌名

      Catalysis Communications

      巻: 12 ページ: 157-160

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Steam reforming of ethanol over metal-oxide-promoted Pt/SiO_2 catalysts : Effects of Strong metal-oxide interaction (SMOI)2010

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichi Ito
    • 学会等名
      Pacifichem 2010 (2010環太平洋国際化学会議)
    • 発表場所
      Hawaii convention center USA
    • 年月日
      2010-12-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] 筑波大学技術報告

    • URL

      http://www.tech.tsukuba.ac.jp/2010/campus_only/report/n01_report2010.pdf

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

URL: 

公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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