2019 年度研究成果報告書

超多成分混合ガスリアルタイム計測によるバイオマスガス化の限界までの高効率化

研究課題

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研究課題/領域番号	17H03454
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
研究分野	反応工学・プロセスシステム
研究機関	名古屋大学
研究代表者	則永行庸名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00312679)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	炭素資源転換技術
研究成果の概要	バイオマスガス化の高効率化に向けて、その反応機構の解明につながる、反応予測手法やバイオマスガス化で発生する多成分混合ガスの計測手法に関する一連の研究を実施した。主たる成果は次の通りである。（1）元素組成のみを入力情報とするリグニンの包括的詳細化学反応速度モデルを初めて構築し、このモデルによって初期熱分解から二次熱分解にわたるリグニンの熱分解を定量的に予測できることを示すとともに、予測精度向上のための指針を示した。（2）Li+イオンを使うイオン付着質量分析法を固体燃料熱分解で発生する揮発成分のリアルタイム定量分析に初めて適用し、多成分混合物である揮発成分のフラグメントフリー計測に成功した。
自由記述の分野	反応工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究は、まず初期熱分解反応モデルの妥当性をモデルによる予測と熱分解実験結果との比較によって検証した。次いで、計算化学に基づきモノリグノール二次気相分解の詳細化学反応モデルを構築し、これを初期熱分解の反応モデルに加えることによって生成物組成の予測精度が向上することを明らかにした。加えて、Li+付着イオン化質量分析法を揮発成分のリアルタイム定量分析に初めて適用し、多成分混合物である揮発成分のフラグメントフリー計測に成功した。本研究で得られた新知見や提案された計測手法は、バイオマス熱化学転換の基盤技術として有用であり、炭素資源利用に関する化学反応工学の発展に寄与する。