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2021 年度 実績報告書

新規バイオマスカスケード利用技術開発による統合的プロセスモデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18H03421
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

佐藤 修  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20357148)

研究分担者 敷中 一洋  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00507189)
白井 誠之  岩手大学, 理工学部, 教授 (70250850)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードバイオマス利用 / 高温水 / アルコリシス / 低環境負荷技術
研究実績の概要

低炭素社会の実現に向けたバイオマスの有効利用では、分離精製後の成分原料を対象とした反応率の追及だけでは不十分であり、実バイオマスの総合利用を想定した各構成成分の逐次変換プロセスの組合せによるカスケード利用技術の体系化が必要となる。本研究では、①水‐超臨界二酸化炭素の二相反応系で固体酸触媒を作用させる環境調和型のヘミセルロース‐フルフラール変換反応に続き、②セルロース成分に対する担持金属触媒による化学的ソルビトール変換反応と酵素による糖化(グルコース変換)、更に③②の各リグニン残渣に対する担持金属触媒による低分子(炭化水素)化反応とリグニン複合材料原料としての物性評価の検討を行った。最終年度には④本研究で得られた知見を基に、コンピューターシミュレーションによるプロセスモデルの構築とエネルギー収支計算を行い、新規のバイオマスカスケード利用プロセスモデルとしての総合提案を行う予定であったが、新型コロナウイルス蔓延防止措置のため、産総研から岩手大学への移動が許可されず、岩手大学保有のシミュレーションソフトの活用が難しい状況となった。
そこで、最終年度の令和3年度は、これまで構築した半回分式の高温水-超臨界CO2二相系反応装置を用いたバイオマスからのフルフラール合成の最適化と、流通式の二段階反応装置の作成によるキシロース-フルフラール変換反応の収率改善を図った。また岩手大学には、これらの反応装置を活用し、リグニンモデル部位化合物のアルコリシス反応を新たに追加検討してもらった。得られた成果については、コロナウイルス蔓延防止ではあったが、できるだけ随時学会発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] 4-Propylphenol Hydrogenation over Pt-Pd Bimetallic Catalyst in Aqueous Ethanol Solution without External Hydrogen2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa Yoshiyuki, Kusumawati Etty Nurlia, Nanao Hidetaka, Sasaki Takehiko, Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 1968~1971

    • DOI

      10.1246/cl.210490

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogenolysis of benzofuran using aqueous ethanol solution over graphite-supported platinum catalyst2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraishi Yushi, Minakawa Naohiro, Taniguchi Kenkichi, Nagasawa Yoshiyuki、Nanao Hidetaka、Rode Chandrashekhar V., Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of the Indian Chemical Society

      巻: 98 ページ: 100021~100021

    • DOI

      10.1016/j.jics.2021.100021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogenation of 4-Propylphenol over Carbon-supported Palladium Catalyst without External Hydrogen: Effect of Carbon Support and Palladium Loading2021

    • 著者名/発表者名
      Nagasawa Yoshiyuki, Hiraishi Yushi, Horyo Daiki, Sobu Tomoki, Taniguchi Kenkichi, Nanao Hidetaka, Sato Osamu, Yamaguchi Aritomo, Shirai Masayuki
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 50 ページ: 431~434

    • DOI

      10.1246/cl.200791

    • 査読あり
  • [学会発表] Solvolysis of aryl ether compounds in high-temperature methanol solution under high-pressure carbon dioxide2021

    • 著者名/発表者名
      Kenkichi Taniguchi, Hidetaka Nanao, Etty Nurlia Kusumawati, Chandrashekhar V. Rode , Osamu Sato, Aritomo Yamaguchi, and Masayuki Shirai
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogenolysis of benzofuran in aqueous ethanol solution using supported platinum catalyst2021

    • 著者名/発表者名
      Yushi Hiraishi, Daiki Horyo; Kenkichi Taniguchi; Etty Kusumawati; Hidetaka Nanao; Chandrashekhar V. Rode; Osamu Sato; Aritomo Yamaguchi, Masayuki Shirai
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 国際学会
  • [学会発表] Alcoholysis of lignin-related model compounds in high-temperature liquid water under high-pressured carbon dioxide2021

    • 著者名/発表者名
      Kenkichi Taniguchi, Etty Nurlia Kusumawati, Hidetaka Nanao, and Masayuki Shirai
    • 学会等名
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • 国際学会
  • [学会発表] Furfural Production from Xylose and Bamboo Powder over Natural Clays in Water-Toluene Biphasic System2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Shirai, Hidetaka Nanao, Aritomo Yamaguchi, and Osamu Sato
    • 学会等名
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Carbon Dioxide on Lubricity of Sulfur-containing Ionic Liquids2021

    • 著者名/発表者名
      Yushi Hiraishi, Etty Nurlia Kusumawati, Hidetaka Nanao, and Masayuki Shirai
    • 学会等名
      MATERIALS RESEARCH MEETING2021(Yokohama)
    • 国際学会
  • [学会発表] 黒鉛担持Pt-Pd触媒を用いるエタノール水溶液中でのグアイアコールの水素化反応2021

    • 著者名/発表者名
      法量大輝, Etty N.Kusumati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • 学会等名
      第51回石油・石油化学討論会函館大会
  • [学会発表] 高温エタノール水溶液を用いるリグニンモデル部位のエタノリシス反応2021

    • 著者名/発表者名
      谷口賢吉, Etty Nurlia Kusumawati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • 学会等名
      第128回触媒討論会
  • [学会発表] エタノール水溶液中でのベンゾフラン水素化分解における触媒と反応条件の検討2021

    • 著者名/発表者名
      平石優志, Etty Nurlia Kusumawati, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • 学会等名
      第128回触媒討論会
  • [学会発表] 高温エタノール水中でのリグニンモデル部位のエタノリシス反応2021

    • 著者名/発表者名
      谷口賢吉, 七尾英孝, 佐藤修, 山口有朋, 白井誠之
    • 学会等名
      石油学会 第63回年会

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公開日: 2022-12-28  

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