| 研究課題/領域番号 |
19K15683
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
源馬 龍太 東海大学, 工学部, 講師 (10803546)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | CO2メタン化 / ボールミリング / メカノケミカル反応 |
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| 研究実績の概要 |
令和元年度では、LaNi5を用いて異なるボールミリング時間におけるメタン生成量の変化について、ガスクロマトグラフィー（GC）を用いて定量的に検証した結果、ボールミリング時間の増加と共に二酸化炭素と水素が消費され、メタン生成量が増加することが確認できた。同時に、ボールミリングに伴い粉末試料がアモルファス化していること、およびポット・ボール由来のFe、Crなどが試料中へ混入していることがXRD、EDX測定結果よりそれぞれ示唆された。そこで、ボールミリングの進行とともに変化するナノ構造化した組織のうち、メタン生成にポジティブに関わる組織について、アトムプローブ分析法（APT）により評価を行った結果、APTにより確認された炭素を含む化合物がメタン生成の中間体として作用する可能性が示唆された。令和２年度より、振動ボールミルとジーベルツ装置、GCを組み合わせ装置の改造を行い、メカノケミカルプロセス中に発生するガスの圧力を測定しながらガス成分をその場で定性することを試みた。LaNi5合金粉末とLaNi4.6Al0.4合金粉末を用いて調査した結果、二酸化炭素が消費されるよりも早く水素量が減少する挙動がメタン生成に先立つことが明らかとなった。これは、合金表面での触媒反応によりメタンが生成するよりも先に、水素の一部が合金内部に吸収される反応と、合金表面の酸化物が水素と反応し水を生成する反応が先だって生じていることを示唆している。特に水の生成については、質量分析によって更に詳細を調べる必要があることから、令和３年度の課題として取り組む予定である。
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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
当初より予定していた、振動ボールミルとジーベルツ装置、GCを組み合わせた測定を行うことができており、おおむね順調と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
振動ボールミルとジーベルツ装置による反応中ガス圧のモニタリングに関して、質量分析計を用いて更に調査を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品の価格に変動があったことや、予定していた学会発表が延期/中止となったため、次年度使用額に差額が生じている。この費用は次年度の消耗品等の購入に充てる予定である。
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