| 研究課題/領域番号 |
19K15349
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
藤原 翔 山形大学, 大学院理工学研究科, 助教 (70816628)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 火炎噴霧熱分解法 / Pt / CeO2 / 逆シフト反応 / CO2利用 |
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| 研究実績の概要 |
CO2を原料とした化成品の生産は、持続可能性の高い社会の実現には不可欠である。合成ガス（CO＋H2）は様々な化成品の出発物質であり、逆シフト反応（CO2 + H2 = CO + H2O）によりCO2からCOを得ることが出来る。しかし、高CO2転化率を得るためには、化学平衡の制限により高温が必要である。比較的低温で、高いCO2転化率を得るため、高H2/CO2比の条件下で逆シフト反応を試みた。一般的に高H2/CO2比下では逆シフト反応よりも、CO2のメタン化（CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O）が選択的となりやすい。そこで本研究では、高H2/CO2比下で逆シフト反応に高い選択性を持つ新規触媒を、工業利用が可能な火炎噴霧熱分解法により調製することを試みた。
火炎噴霧熱分解法を用いて調製したPt/CeO2触媒は、H2/CO2=1-3かつ250-600℃の条件において、逆シフト反応に対する選択性が高く（メタン化するCO2はほぼ無く）、CO2転化率が一般的な含浸法で調製したPt/CeO2触媒より高くなった。
高活性な要因として、FSP法により調製されたPt/CeO2はCeO2担体の表面積が大きく、その表面上に高分散状態のPtが担持できたためであると考えられる。Ptは数ナノ程度の微粒子と原子レベルで分散したものが共存している可能性が拡散反射法セルを用いたFTIRによるCO吸着ピークから示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
火炎噴霧熱分解法により高H2/CO2条件下において、逆シフト反応に対して高活性かつ高選択性を持つ触媒の開発に成功たため。
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| 今後の研究の推進方策 |
拡散反射法セルを用いたFTIRによるCO吸着ピークから、原子レベルで分散したPtの存在が示唆されたが、使用したCO濃度が高く観察が困難なため、導入するCO濃度が調節できるよう、装置を改良する。また、更なる高活性化を目指し、第三成分の添加について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究遂行に必要な資産および消耗品を購入した結果、軽微な繰越金が発生した。この繰越分は、令和2年度において消耗品の購入に使用予定である。
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