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2009 年度 実績報告書

固体酸化物の格子酸素と金属の協奏機能をもつ水素製造用触媒に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20037062
研究機関早稲田大学

研究代表者

松方 正彦  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00219411)

キーワード触媒反応 / 触媒調製化学 / 触媒機能解析 / エネルギー変換プロセス / 化石燃料有効利用技術
研究概要

再生可能な資源であるバイオマスのエネルギー転換方法は様々あるが、ガス化に伴い生成し装置閉塞を引き起こすタール(主要構造のうち芳香族炭化水素)と蒸留濃縮によるエネルギーロスが問題となっている発酵エタノールに注目した。一方で水素はアンモニア合成、石油精製での大需要に加え燃料電池のエネルギー源として期待される重要な分子であり、その水素は芳香族炭化水素(トルエン)やエタノールの水蒸気改質反応によって得ることができるが、活性・選択性・安定性が十分といえる触媒は現状開発されていない。そこで我々はこの反応の触媒の開発を目的とし、研究を行ってきた。
トルエン水蒸気改質は高選択性かつ安価なニッケル触媒が有望であるが、炭素析出の抑制が課題となる。そこで触媒担体にペロブスカイト型酸化物を適用することで格子酸素の反応への寄与を期待し、調製・改良を進めてきた。その結果見出したNi/La0.7Sr0.3Al0x触媒は参照用触媒のNi/g-Al203に比べトルエン転化率約2倍、炭素析出量およそ1/4という優れた性能を示した。
エタノール水蒸気改質では反応中間体であるアセトアルデヒドを分解することなく改質する選択性が求められることを明らかにし、更にCo/SrTi03やCo/a-Al203触媒への様々な金属添加を試みた結果、鉄の微量添加が改質の促進および分解の抑制に非常に有効であることを見出した。Fe/Co触媒のSTEMおよびEDX分析により、FeはCo粒子内あるいは粒子表面に選択的に存在することを確認し、Fe/Coが同一担体上に担持されたときにのみ選択性に変化を及ぼすことも示され、FeとCoはシナジー効果を発現していることを明らかにした。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Steam reforming of ethanol over cobalt catalyst modified with small amount of iron2009

    • 著者名/発表者名
      Y Sekine, A.Kazama, Y.Izutsu, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 雑誌名

      Catalysis Letters 132

      ページ: 329-334

    • 査読あり
  • [学会発表] Fe/Co/a-Al203触媒によるエタノール水蒸気改質2010

    • 著者名/発表者名
      井筒義行・関根泰・風間淳・松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] Ni/ペロブスカイト触媒を用いたトルエンの水蒸気改質反応2010

    • 著者名/発表者名
      関根泰・関口慶・井筒義行・松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2010-03-25
  • [学会発表] Hydrogen production by steam reforming of ethanol over supported iron-cobalt catalyst2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Izutsu, Y.Sekine, A.Kazama, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 学会等名
      ACS National Meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ(アメリカ)
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Effects of Fe loading on Co-based catalysts on steam reforming of ethanol2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sekine, A.Kazama, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 学会等名
      Japan-Koroa Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2009-10-15
  • [学会発表] Selective hydrogen production by steam reforming of toluene over Ni/(LaSr)AlOx catalyst2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Izutsu, Y.Sekine, K.Sekiguchi, H.Arai, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 学会等名
      Japan-Korea Symposium on Catalysis
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      2009-10-15
  • [学会発表] エタノール水蒸気改質におけるCo系触媒へのFe添加効果2009

    • 著者名/発表者名
      関根泰・井筒義行・風間淳・松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2009-09-29
  • [学会発表] 担持ニッケル触媒を用いたトルエン水蒸気改質2009

    • 著者名/発表者名
      関根泰・原口将征・富岡真彦・松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      触媒学会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2009-09-28
  • [学会発表] Steam reforming of ethanol over supported cobalt catalyst2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sekine, Y.Izutsu, A.Kazama, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 学会等名
      EuropaCatlX
    • 発表場所
      サラマンカ(スペイン)
    • 年月日
      2009-08-28
  • [学会発表] Steam reforming of ethanol over supported cobalt catalyst2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Sekine, Y.Izutsu, A.Kazama, M.Matsukata, E.Kikuchi
    • 学会等名
      ACS National Meeting
    • 発表場所
      ワシントンDC(アメリカ)
    • 年月日
      2009-08-21
  • [学会発表] Ni担持触媒を用いたメタンのオートサーマルリフォーミングにおける担体の効果2009

    • 著者名/発表者名
      関根泰・長川健人・松山淳也.松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      石油学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-20
  • [学会発表] エタノール水蒸気改質におけるGo系触媒へのFe添加効果2009

    • 著者名/発表者名
      関根泰・風間淳・黒川風見人・松方正彦・菊地英一
    • 学会等名
      石油学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-05-20

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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