鉄触媒を利用した固体電解質によるＣＯ２直接分解

• 研究課題/領域番号: 24561010
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: リサイクル工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 柏谷 悦章 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10169435)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: CO2排出削減 / 電気分解 / 固体電解質 / 鉄触媒 / ReDox反応 / CO2電解 / 電極構造 / CO2削減

研究成果の概要

CCS(CO2 capture and storage) は，大量のCO2を排出する，火力発電所や鉄鋼業において有効である．固体電解質を使ったCO2の直接分解は，CCSによって集められたCO2の一部を原料とし，鉄鋼業の未利用熱や自然エネルギーを使うことで資源化できるもう一つのオプションである．
本研究では， YSZとPt電極を用いた一般的なセルを用いて2.5V～4.0Vの高電圧を印加し，その後の電解効率に対する影響を調査した．電流密度が低い新しいセルに高電圧を印加することによって，電流密度は大きく上昇した．これはYSZ-Pt界面のPtがナノからミクロの構造をとって，密着していることが分かった．

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Applied Voltage on the Current Density of CO₂ Electrolysis in High Temperature (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiaki Kashiwaya, Yohei Shiomi, Takahiro Nomura and Masakatsu Hasegawa
  • 雑誌名: ＩＳＩＪ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ 巻: 55 号: 2 ページ: 392-398
  • DOI: 10.2355/isijinternational.55.392
  • NAID: 130004734564
  • ISSN: 0915-1559, 1347-5460
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 高温CO2 電解におけるナイキスト線図におよぼすアノードガス条件の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏谷悦章、塩見燿平、長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第167回講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] 高温CO2 電解におけるナイキスト線図におよぼす温度の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏谷悦章、塩見燿平、長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第167回講演大会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] CO2 Electrolysis using waste heat in Steel Works. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y.Shiomi, Y.Kashiwaya, M.Hasegawa
  • 学会等名: ICSRI (International Conference on Smart Carbon Saving and Recycling for Ironmaking)
  • 発表場所: 神奈川，日本
• [学会発表] YSZ固体電解質を用いたCO2高温還元とPt電極構造の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏谷悦章,塩見燿平,桜井拓弥,長谷川将克(京大),能村貴宏,秋山友宏(北大)
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第167回講演大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] High Temperature Electrolysis of CO2 Using Waste Heat in Steel Works (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Shiomi, Y. Kashiwaya, M. Hasegawa
  • 学会等名: 9th Japan-Brazil Symposium on Dust Processing – Energy – Environment in Metallurgical Industries 2013年9月9日 オウロ・プレット連邦大学
  • 発表場所: オウロ・プレット連邦大学 ブラジル
  • 招待講演
• [学会発表] 高温 CO 2電解への鉄触媒利 電解への鉄触媒利 電解への鉄触媒利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩見燿平，柏谷悦章，長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 CAMP-ISIJ VOL. 27(2013)
  • 発表場所: 東京電機大学
• [学会発表] ジルコニア固体電解質を利用したCO2 電解と鉄触媒の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柏谷悦章，長谷川将克
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会 CAMP-ISIJ VOL. 26(2012)
  • 発表場所: 愛媛大学
• [図書] 炭素循環製鉄の展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 炭素循環製鉄研究会
  • 総ページ数: 233
  • 出版者: (一社)日本鉄鋼協会