| 研究課題/領域番号 |
16H05893
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
熊谷 将吾 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40757598)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 共熱分解 / バイオマス / プラスチック / 化学原料・燃料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、既存のリサイクル技術では再資源化困難なプラスチック/木質バイオマス混合廃棄物を、高付加価値化合物に転換する新規熱分解プロセスを確立する。そのため、未だ明らかとなっていない、プラスチック/木質バイオマスの共熱分解機構および両物質間に生じる相互作用を解明する。さらに、両物質間に生じる相互作用のコントロールを実現し、混合廃棄物を高収率・高純度の高付加価値化合物に転換および回収することを可能とする。
上記目的の達成に向けて、平成29年度は、プラスチックとして最も需要があるポリエチレンと木質バイオマス主要３成分（セルロース・ヘミセルロース・リグニン）の急速共熱分解を実施した。ヘミセルロースおよびリグニンには前年度検討したブナ材から単離したキシランおよびmilled wood lignin（MWL）を使用した。ポリエチレンーセルロース、ポリエチレンーキシラン、ポリエチレンーMWLの急速熱分解時における相互作用、さらにはセルロースーキシランーMWL間の相互作用も検討した。管型反応器を用いた生成物回収試験および発生ガス分析法により共熱分解生成物のその場解析を実施し、その結果、平成28年度に報告した低速熱分解とは全く異なる相互作用が発言することを発見した。例えば、ポリエチレンーセルロース間の相互作用により、セルロース由来のレボグルコサンおよびポリエチレン由来のC2-C3炭化水素の収率の同時増大、キシラン熱分解による水・キシラン中アルカリ灰分・ポリエチレン由来炭化水素の反応によるH2+CO（合成ガス）の増加等である。今後の研究計画の肝となってくる、熱分解反応コントロールの実現に向けて大きな進展が見られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
プラスチックーバイオマス成分（セルロース、ヘミセルロース、リグニン）間の相互作用の発現機構が想定以上に明らかになってきており、その制御に言及した研究に発展できる可能性が見えてきたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
プラスチック種を変更することで生じるバイオマス成分間との相互作用機構の解明、プラスチックーバイオマス間に生じるシナジー効果のコントロール実現、高付加価値化合物の収率および純度向上を実現するための熱分解温度、プラ/木質バイオマス混合比、試料供給速度、炉滞留時間の影響解明、実際の複合・混合廃棄物への展開
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