• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2005 年度 実績報告書

再生可能資源バイオマスの超高効率ガス化を実現する触媒プロセスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15686034
研究機関筑波大学

研究代表者

冨重 圭一  筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 助教授 (50262051)

キーワード触媒 / 水蒸気改質 / バイオマス / ガス化 / タール / 水素 / 合成ガス / 熱分解
研究概要

再生可能資源バイオマスの熱分解に由来するタールを水素や合成ガスへと変換する触媒の開発及びその作用機構の解明を行ってきた。我々はこれまでバイオマスのガス化反応において、反応温度の低下およびTarを効率的に合成ガスへと改質することで、反応効率の向上を目的とした触媒を使用したプロセスの研究を行ってきた。本研究では、特に高価な金属であるRhに代わり安価なNiを用いたバイオマスの水蒸気ガス化用の触媒の開発を行った。まずさまざま酸化物を担体を使用したNi担持触媒について活性試験およびH_2-TPR,XRD,BET,H_2吸着量測定、TGA等のキャラクタリゼーションを通じて、触媒の性能評価を行った。その結果、Ni/Al_2O_3触媒がTarの改質について高い性能を示し、Ni/CeO_2触媒がガス化反応中に触媒上に生成し、触媒の活性劣化の原因となるCokeの抑制に高い効果を示した。Tar改質はNi/Al_2O_3の高いNi分散性に因るもので、Coke抑制はCeO_2担体の特性に因るものである事が分かった。
先の結果を踏まえ、Al_2O_3とCeO_2を組み合わせたNi触媒の高活性を期待し、調製法やNi,CeO_2の担持量を変えた様々なNi/CeO_2/Al_2O_3触媒を調製し、触媒の最適化および各種のキャラクタリゼーションを行い触媒を評価した。活性試験からNi/Al_2O_3触媒へのCeO_2添加によるCokeの抑制効果が確認された。最適化の結果、共含浸法(Ni前駆体とCeO_2前駆体をAl_2O_3担体上に同時に担持する方法)で調製した、Ni/CeO_2/Al_2O_3が最も高い活性を示した。そしてこの触媒を含め、逐次含浸法(Al_2O_3担体にCeO_2を担持した後、Niを担持する方法)により調製したNi/CeO_2/Al_2O_3とNi/Al_2O_3について担体効果の際と同様のキャラクタリゼーションに加え、Ni K-edge EXAFS,TEM観察を行った。その結果は共含浸で調製した触媒はNi/Al_2O_3および逐次含浸で調製した触媒に比べ、Ni粒子がこう分散した微粒子として存在し、またNiとCeO_2との強い相互作用の存在が明らかになり、これが、高い性能につながっていることを明らかにした。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Catalyst development for the synthesis gas and hydrogen production from biomass by gasification, pyrogasification, and steam reforming2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tomishige, et al.
    • 雑誌名

      Progress in Catalysis Research

      ページ: 1-39

  • [雑誌論文] Catalytic properties of Rh/CeO_2/SiO_2 for synthesis gas production from biomass by catalytic partial oxidation2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tomishige, et al.
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials 6

      ページ: 604-614

  • [雑誌論文] Resisitance to sulfur poisoning of hot gas cleaning catalysts for the removal of tar from the pyrolysis of cedar wood2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tomishige, et al.
    • 雑誌名

      Appl.Catal.B : Environ. 60

      ページ: 299-307

  • [雑誌論文] スペントモルトの熱分解タールの部分酸化による合成ガス製造2005

    • 著者名/発表者名
      冨重圭一他
    • 雑誌名

      J.Jpn.Petrol.Inst. 48

      ページ: 162-172

  • [雑誌論文] Novel catalyst with high resistance to sulfur for hot gas cleaning at low temperature by partial oxidation of tar derived from biomass2005

    • 著者名/発表者名
      K.Tomishige, et al.
    • 雑誌名

      Catal.Commun. 6

      ページ: 37-40

  • [雑誌論文] Catalytic performance of supported Ni catalysts in partial oxidation and steam reforming of tar derived from the pyrolysis of wood biomass

    • 著者名/発表者名
      K.Tomishige, et al.
    • 雑誌名

      Catalysis Today in press

URL: 

公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi