| 研究課題/領域番号 |
20K21099
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 (2022)
筑波大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
中村 潤児 九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 教授 (40227905)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | メタノール合成 / Cu/ZnO触媒 / CO2の水素化 / エネルギー選別 |
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| 研究成果の概要 |
CO2の水素化によるメタノール合成にCu/ZnO系触媒が用いられる。この触媒反応の活性点および反応メカニズムは長らく論争となっている。研究代表者は、Cu表面でCO2からフォーメート中間体が生成し、CuZn合金サイトでフォーメートの水素化が進行してメタノールが生成すると主張している。CO2からのフォーメート生成にはO-C-O変角振動を励起することによって進行し、フォーメートの水素化は触媒表面で進行する。本研究では、低温でメタノールを進行させることを目的として、まず、フォーメートの水素化の反応メカニズムを解明し、さらに遠赤外線ヒーターを用いた反応器を設計した。
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| 自由記述の分野 |
触媒化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CO2からのメタノール合成は、温室効果ガスであるCO2の化学的転換として最も有望である。世界中でメタノール合成触媒の研究が盛んであるが、触媒活性点及び反応メカニズムについては論争になっている。本研究では、原子状水素を水素源として使用するという特殊な実験手法を用いて不安定なジオキシメチレン中間体を初めて観測することに成功した。この研究成果は論文誌JACSにて報告した。さらに、メタノール合成のポテンシャルダイアグラムを作成することができた。また、フォーメートの水素化過程を促進する道筋が得られ、触媒反応温度を低下させる可能性が示された。これらの成果はメカニズム論争を終結させる重要な結果である。
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