構造体触媒による反応場の創出

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13126104
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 五十嵐 哲 工学院大学, 工学部, 教授 (90005538)
• 研究分担者: 草壁 克己 九州大学, 工学研究院, 助教授 (30153274) ; 増田 隆夫 北海道大学, 工学研究科, 教授 (20165715) ; 亀山 秀雄 東京農工大学, 工学部, 教授 (10114448) ; 竹平 勝臣 広島大学, 工学研究科, 教授 (70294535) ; 山中 一郎 東京工業大学, 理工学研究科, 助教授 (90240051) ; 上村 芳三 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (60160222)
• キーワード: 触媒分子反応工学 / 構造体触媒 / プレート型触媒反応器 / メンブレンリアクター / 燃料電池型反応器 / 触媒反応場

研究概要

本班では、触媒と反応器で構成される反応場をシステムとしてとらえ、熱移動や物質移動の最適化を行なうために、高伝熱性プレート型触媒反応器、透過膜型メンブレンリアクター、および電気化学的メンブレンリアクターなどの触媒と反応器が一体化した構造体触媒反応器の開発のための要素技術の蓄積と技術基盤の構築を図り、新しい反応場を創出することを目的としている。
具体的には、以下の3つのサブグループを編成し、上述の課題に取り組んだ結果、各課題についてほぼ予定通りの成果が得られた。
(1)プレート型触媒により熱伝達機能を付与した反応場の創出(五十嵐、亀山、増田)
(2)各種の透過膜により分離機能を付与した反応場の創出(草壁、上村)
(3)電気化学的透過膜により活性種を制御した反応場の創出(山中、竹平)
さらに、本班においては、ミクロレベルの触媒活性点の性能を装置レベルで最大限に引き出せる合理的な触媒反応プロセスの構築に向けて、「構造体触媒を用いた反応工程の高度化の提案」が目標になると考えられる。そこで、本班の共通概念である構造体触媒についての相互理解を深めるために、以下の3回の班内シンポジウムを開催した。(1)「ナノ-マイクロ構造性空間を利用した触媒反応プロセス」(9月、東京)、(2)「構造体触媒の可能性」(11月、名古屋)、(3)「構造体触媒による反応工程の高度化の可能性」に関するシンポジウム(1月、八戸)。
来年度は最終年度であるので、それぞれの課題について深化を図るとともに、今年度に開催したシンポジウムを基に構造体触媒についての概念の統一化に努める。

研究成果

• [文献書誌] C.Fukuhara, A.Igarashi: "A Kinetic Study for Methanol Decomposition on Plate-Type Nickel Catalyst Prepared by Electroless Plating"J.Chem.Eng.Jpn.. 35. 1322 (2002)
• [文献書誌] T.Take, T.Yachi, M.Tomura, H.Kameyama: "Development of Plate-Fin-Type Methanol Reformer"J.Chem.Eng.Jpn. 36. 75 (2003)
• [文献書誌] T.Masuda, T.Asanuma, M.Shouji, S.R.Mukai, M.Kawase, K.Hashimoto: "Methanol to Olefins Using ZSM-5 Zeolite Catalyst Membrane Reactor"Chem.Eng.Sci.. 58. 649 (2003)
• [文献書誌] Y.Hasegawa, K.-I.Sotowa, K.Kusakabe, S.Morooka: "The Influence of Feed Composition on CO Oxidation Using Zeolite Membranes Loaded with Metal Catalysis"Microporous & Mesoporous Materials. 53. 37 (2002)
• [文献書誌] I.Yamanaka, S.Hasegawa, K.Otsuka: "Partial Oxidation of Light Alkanes by Reductive Activated Oxygen over the (Pd-black+VO(acac)_2/VGCF Cathode of H_2-O_2 Cell System at 298 K"Appl.Catal.A : General. 226. 305 (2002)
• [文献書誌] K.Takehira, T.Shishido, T.Komatsu, S.Hamakawa, H.Kajioka: "YSZ aided oxidation of C_2-C_4 hydrocarbons into oxygenates over MoO_3 or V_2O_5"Solid State Ionics. 152-153. 641 (2002)