新規前処理法による低品位バイオエタノール水蒸気改質反応における炭素析出の抑制

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K00656
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 持続可能システム
• 研究機関: 石巻専修大学
• 研究代表者: 山崎 達也 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (60174653)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: バイオエタノール / 水蒸気改質反応 / 炭素析出

研究成果の概要

エタノール水蒸気改質反応における触媒性能の向上を目的として、触媒の前処理および反応中の処理が反応特性や炭素堆積に及ぼす影響を考察した。
Co/CeO2触媒はバイオエタノール中の不純物により被毒するが、バイオエタノールで前処理したCo/CeO2触媒は逆にH2生成率を向上させた。これは、バイオエタノール中の不純物がCoサイトを改質し、経時的なCO2生成活性の低下を抑制したためである。TG分析で見積もられた触媒の炭素堆積量は前処理により増加したが、より難燃性の炭素種生成は抑制された可能性がある。一方、反応中のH2S処理は触媒を変質させた。これは硫化物が触媒活性点を不可逆的被毒したためと言える。

自由記述の分野

触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

バイオエタノールは石油資源を補完する有力な資源であるが、その利用コストの低減が求められている。本研究で進められる触媒失活メカニズムの解明と触媒前処理法の開発による高性能化は、エタノール水蒸気改質反応の反応ネットワークの解明とその中での被毒・失活メカニズムを明らかにする点で学術的な意義がある。また、触媒改質の結果達成された触媒長寿命化や反応効率の向上はまだ大きなものではないが、バイオエタノール利用のトータルコストの低減への１つの道筋を示したものであり、バイオマスを有用な資源に位置づけるために不可欠な技術の開発へとつながる社会的に意義あるものと言える。