| 研究課題/領域番号 |
22K18925
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岸田 昌浩 九州大学, 工学研究院, 教授 (60243903)
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| 研究分担者 |
山本 剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979)
大島 一真 九州大学, 工学研究院, 助教 (60734275)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | メタン化 / 非平衡プラズマ / 非定常操作 / 水素吸蔵材料 / 非定常触媒反応 / 二酸化炭素 / 水 / メタン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非平衡プラズマ中で二酸化炭素と水を反応させると，一酸化炭素，酸素，水素が生成するが，その生成ガスに何らかのエネルギーを加えると元に戻ってしまう.このため二酸化炭素の有効利用に非平衡プラズマを利用できないでいた．本研究では，プラズマ反応ガスからメタン生成に必要な成分（一酸化炭素と水素）を，触媒上に吸着・貯蔵し，触媒を非定常的に加熱することで，メタンを生成させるという独自手法を提案する．非平衡プラズマと非定常触媒反応を協奏的に利用して，二酸化炭素と水という最終生成物からメタンを生成するという非常に挑戦的な研究である．二酸化炭素の有効利用の新たな突破口を開くという意味でも，研究遂行の意義は大きい．
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| 研究成果の概要 |
水と二酸化炭素からのメタン生成を目的として、非平衡プラズマによる分解反応および非定常操作による一酸化炭素および水素からのメタン生成を実施した。低温で一酸化炭素および水素を吸着・吸蔵させ、昇温させながら反応させることで希薄な一酸化炭素および水素からメタンを生成できることを見出した。また原料を吸着する際に酸素が共存する場合でも、非定常操作によってメタンを生成することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
二酸化炭素と水はエネルギー的に安定であり、反応によって他の物質に転換するには外部からの大きなエネルギー投入が必要である。また発生する酸素は反応性が高く、連続的に他の有価物に変換することは難しい。提案するシステムでは、非平衡プラズマを用いて一酸化炭素・水素・酸素に変換し、非定常操作によって酸素が共存する希薄な一酸化炭素・水素ガスから、有価物であるメタンを合成することに成功した。実用化には解決すべき点は多く残るものの、二酸化炭素から水素を用いずに有価物に転換できる技術の一例を示すことができた。
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