| 研究課題/領域番号 |
12460144
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物資源科学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
坂 志朗 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50205697)
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| 研究分担者 |
宮藤 久士 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00293928)
河本 晴雄 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (80224864)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| キーワード | 超臨界流体 / バイオマス資源 / 有用ケミカルス / エネルギー源 / 化学変換 / 超臨界水 / 超臨界メタノール / バイオマスエネルギー |
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| 研究概要 |
本研究では、クリーンで再生産可能なバイオマス資源を取り上げ、それらの再資源化・再利用の技術革新の一つとして、超臨界流体を用いたバイオマスの加溶媒分解による効率的バイオ燃料化と有用ケミカルスへの化学変換の研究を行ってきた。得られた成果は以下の通りである。
1)木材の主要構成成分であるセルロースを超臨界水処理すると、多糖、オリゴ糖、単糖の混合物が得られる。また、これらの糖類を希硫酸により加水分解し、さらにアルコール発酵させることでエタノールを効率的に生産できることが示された。また、木材の場合、セルロース由来物質の他、リグニン由来物質がメタノール可溶部として回収された。ガスクロマトグラフ質量分析等により、この中には様々なリグニン由来の芳香族化合物が存在することが明らかとなり、有用ケミカルスとしての利用の可能性が示された。
2)木材の超臨界メタノール処理では、350℃/43MPa/30分の処理で90%以上の木材がメタノールに可溶化することを明らかにした。また、高速液体クロマトグラフ分析およびレーザイオン化飛行時間型質量分析等により、セルロースおよびリグニン由来物質が明らかになり、有用ケミカルス回収の可能性が示された。さらに、単発定容燃焼装置を用いて、メタノール可溶部のディーゼル燃料としてのポテンシャルを検討した結果、メタノール可溶部の着火遅れは、雰囲気温度が1100K以下ではセタン価56の軽油相当燃料、n-ヘプタンよりも大きいことが判明した。従って、圧縮比が18程度の無過給機関でメタノール可溶部を利用するならばグロープラグ等の着火補助手段が必要との結論を得た。しかし、メタノール可溶部では純粋メタノールよりも着火遅れが短縮されることを見出し、木材からの液体バイオ燃料創製の可能性が示された。
3)1)、2)での成果をもとに超臨界流体技術のもつバイオマス資源の有用ケミカルス化及び燃料化のポテンシャルを明らかにした。
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