| 研究課題/領域番号 |
17H06225
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
林 潤一郎 九州大学, 先導物質化学研究所, 教授 (60218576)
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| 研究分担者 |
前 一廣 京都大学, 工学研究科, 教授 (70192325)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | カーボンネガティブ / コプロダクション / 吸熱型改質 / 燃料電池 / シュウ酸 / ギ酸 / 製鉄 / シュウ酸鉄 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、炭素資源（化石資源、バイオマス）をフル吸熱型の水蒸気あるいはCO2改質によって合成ガスに転換し、これに含まれる水素の一部を高温作動型燃料電池に供給して電力を生産するとともに、このとき発生する熱を全量吸熱反応駆動に利用するシステムの構築、ならびにこのシステムからネットで排出される合成ガスをC1合成によって有機物に変換するシステムを構築し、両システムを結合することによって、電力と「地上で貯留および利用可能な二次炭素資源」を併産するコプロダクションシステムに関する研究を展開してきた。前年度までの研究によって、二次炭素資源としてシュウ酸はH2:CO2=1:2の水素リーン合成ガスを使って理論的に合成可能であり、シュウ酸をプロダクトとすることによって炭素資源によらないカーボンネガティブコプロダクションが可能であると結論したが、この結論を踏まえ、シュウ酸の活用法を検討し、シュウ酸を鉄鉱中の鉄の溶解（シュウ酸鉄III製造）、シュウ酸鉄IIIのシュウ酸鉄IIへの太陽光還元およびシュウ酸鉄IIの低温熱分解による還元鉄製造に活用するシステムを実験、シミュレーションによって検討した。その結果、シュウ酸鉄の転換において発生するCO2をシュウ酸合成系にリサイクルし、同合成系に同モル量のCO2およびH2を供給することによって生成したシュウ酸の1/2量を製鉄にリターンし、残りの同量を貯蔵ないし他で利用する複合サイクルが成立することを示すことができた。さらに、シュウ酸合成に関する先行研究をレビューし、技術的課題を抽出した結果を受けて実施した実験研究において、アルカリ金属炭酸塩を炭素系多孔質材料に担持し、これを加圧CO2-H2とともに加熱すると炭素が100%ギ酸塩に転換し、このギ酸塩をさらに加熱することによってほぼ定量的にシュウ酸塩が生成することが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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