電子励起された酸化物等の固体表面を用いた常温常圧触媒反応の研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360390
• 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: 触媒・資源化学プロセス
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 関根 泰 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (20302771)
• 研究分担者: 菊地 英一 早稲田大学, 先進理工学部・応用化学科, 教授 (90063734) ; 松方 正彦 早稲田大学, 先進理工学部・応用化学科, 教授 (00219411)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 電場 / 非平衡 / 廃熱回収

研究概要

電場を生かした低温での反応について精力的に検討を行い、放電と触媒の複合化が常温での反応性を制御しうること、電場と触媒の複合化が低温での選択的な反応を促進し活性化エネルギーを大幅に下げうることなどを見いだした。とりわけ、金属を担持した酸化物触媒を電極間に設置し、弱い電場を印加することで、150程度の非常に低い温度でメタンの水蒸気改質が十分に進行しうることを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Low temperature hydrogen production by highly-efficient novel catalytic system assisted with electric field (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine*, M. Haraguchi, M. Tomioka, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. A 114(11) ページ: 3824-3833
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pt and/or Pd supported/incorporated catalyst on perovskite-type oxide for water gas shift reaction (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, Y. Sekine, H. Takamatsu, Y. Sakamoto, S. Aramaki, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Top. in Catal. 53(7) ページ: 621-628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous dry reforming and desulfurization of biomethane with non equilibrium electrical discharge at ambient temperature (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, J. Yamadera, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Eng. Sci. 65(1) ページ: 487-491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steam reforming of ethanol over cobalt catalyst modified with small amount of iron (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, A. Kazama, Y. Izutsu, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Catal. Lett. 132 ページ: 329-334
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel perovskite-type oxide catalysts for dehydrogenation of ethylbenzene to styrene (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Watanabe, Y. Sekine, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Catal. Lett. 131 ページ: 1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalytic degradation of ethanol in an electric field (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, M. Tomioka, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Catal. Today 146,1-2 ページ: 183-187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oxidative coupling of methane on Fe doped La2O3 catalyst (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, K. Tanaka, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Energy Fuels 23(2) ページ: 613-616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic effect of Pt or Pd and perovskite oxide for water gas shift reaction (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, H. Takamatsu, S. Aramaki, K. Ichishima, M. Takada, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Appl. Catal. A:Gen. 352 ページ: 214-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective Utilization of Electrical Discharges for Hydrogen Production (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Int. J. Plasma Environ. Sci. Technol. 2 ページ: 72-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Efficiency Dry Reforming of Biomethane Directly Using Pulsed Electric Discharge at Ambient Condition (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, J. Yamadera, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Energy Fuels 22 ページ: 693-694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel oxidation reaction at ambient temperature and atmospheric pressure with electric discharge and oxide surface (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine, S. Asai, S. Kado, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Chem. Eng. Sci. 63 ページ: 5056-5065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Promoting effect of small amount of Fe addition onto Co catalyst supported onα-Al2O3 for steam reforming of ethanol
  • 著者名/発表者名: A. Kazama, Y. Sekine*, K. Oyama, M. Matsukata, E. Kikuchi
  • 雑誌名: Appl. Catal. A: Gen., accepted.
  • 査読あり
• [学会発表] Effective utilization of electrical field/discharges for hydrogen production (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine
  • 学会等名: Int. Cong. Environ. Catal.
  • 発表場所: Belfast, UK.
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Simultaneous dry reforming and desulfurization of bio-methane with non equilibrium electric discharge at ambient temperature (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine
  • 学会等名: Int. Symp. Chem. Reaction Eng.
  • 発表場所: Kyoto, JPN.
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Catalytic Reaction in Electric Field for Ethanol Decomposition (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine
  • 学会等名: Post Int. Cong. Catal.
  • 発表場所: Gyongyu, KOREA
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Hydrogen production by catalytic reaction in electric field (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine
  • 学会等名: Pre Int. Cong. Catal.
  • 発表場所: Kyoto, JPN
  • 年月日: 20080700
• [学会発表] Effective utilization of electrical discharges for hydrogen production (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sekine
  • 学会等名: 235th ACS meeting
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20080400
• [図書] メタン高度化学変換技術集成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関根泰
  • 総ページ数: 197-207
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 然ガス資源とその応用技術 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関根泰
  • 総ページ数: 201-207
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] 「新規非平衡放電を用いる炭化水素からの水素製造に関する研究」を受賞、また、触媒学会奨励賞(2008)「放電系と触媒反応系を組み合わせた水素製造システムに関する研究」を受賞した
• [備考] 触媒学会にて2007年3月に「放電励起を用いた触媒反応による水素製造」早稲田大関根 泰ら、がプレス向け注目発表に取り上げられた。同様にして触媒学会にて2009年9月、アメリカ化学会にて2009年8月に注目発表として取り上げられた
• [産業財産権] 鎖式炭化水素のスチームリフォーミング方法及びそのための装置 (2009)
  • 発明者名: 関根泰・浦崎浩平・角茂・藤元薫
  • 権利者名: 関根泰
  • 産業財産権番号: 特許特許第4255201号
  • 出願年月日: 2009-02-06
• [産業財産権] 燃料改質装置及び燃料改質ガスの製造方法 (2008)
  • 発明者名: 関根泰・羽賀史浩・赤間弘、
  • 権利者名: 関根泰・カルロスゴーン
  • 産業財産権番号: 特願2008-033053
  • 出願年月日: 2008-02-14
• [産業財産権] 炭化水素、含酸素化合物の液相リフォーミング方法及び装置 (2008)
  • 発明者名: 関根泰・渡邊眞人
  • 権利者名: 関根泰
  • 産業財産権番号: 特許特許第4068972号
  • 出願年月日: 2008-01-18
• [産業財産権] 燃料改質装置 (2007)
  • 発明者名: 関根泰・羽賀史浩
  • 権利者名: 関根泰・日産自動車株式会社
  • 公開番号: 特開2007-137721
  • 出願年月日: 2007-06-07
• [産業財産権] Method for steam reforming of chain hydrocarbon (2007)
  • 発明者名: Yasushi Sekine, Kouhei Urasaki, Shigeru Kado, Kaoru Fujimoto
  • 権利者名: Yasushi Sekine
  • 産業財産権番号: US Patent US7285189
  • 出願年月日: 2007-10-23