アルコールからの水素とアルデヒド同時製造プロセスの開発と電気化学反応のモデル化

• 研究課題/領域番号: 25K01573
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 河瀬 元明 京都大学, 工学研究科, 教授 (60231271)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2026年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2025年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 有機電解合成 / 電気化学反応 / 電気分解 / 化成品製造

研究開始時の研究の概要

本研究では，カソードでの電解水素製造とアノードでの高選択性化成品製造を同時に行うプロセスを開発する。電気化学反応は高い選択性を有するため，従来プロセスよりも副生物が少なく，効率と環境負荷の点で優れた化成品製造プロセスの実現が期待できる。具体的には，白金板を電極触媒に用いたエタノールの部分酸化によるアセトアルデヒド合成を取り上げ，複合反応の反応速度を定式化する。電気化学反応の速度は，温度と濃度に加えて，電極と電解質の界面電位差にも依存するため，従来の化学工学にはない理論が必要となる。速度論ならびに装置と運転条件の最適設計法を一般化し，将来の汎用的なプロセスの開発と新しい学理の構築を目指す。