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本研究は、ガス流通式の固体触媒反応をより効率よく進行させるため、膜型反応器とマイクロ波照射技術を組み合わせた新規な反応手法を提案し、その実現に向けた基盤研究を行うものである。当該年度は、本研究のベースとなるマイクロ波照射を膜型反応器に適用するにあたっての制御技術、マイクロ波照射効果の基礎的知見について研究を実施した。まず、マイクロ波照射下での流通型気相膜触媒反応に適した装置の製作に成功した。この装置では、特に円筒型マイクロ波照射キャビティによって、マイクロ波強度が膜表面で最大となるような設計にしている。さらに、従来では特定の周波数のマイクロ波照射しか行えなかったが、新たに周波数を可変にしてマイクロ波を照射できる触媒反応器の試作に成功した。パラジウム金属膜を対象にマイクロ波照射を検討したところ、膜温度を低出力で任意かつ迅速に制御することが可能であった。その結果、高純度水素透過や透過水素による水素化反応、脱水素反応へ適用できることを実証した。マイクロ波照射効果の基盤データとして、担持金属粉体触媒や金属微粒子をコーティングしたセラミックチューブの加熱挙動、触媒反応性なども調べた。ここで各種金属によって加熱挙動が異なることや、マイクロ波加熱と従来の電気炉加熱を比較して反応管内の温度分布などが異なることを見出した。特にマイクロ波照射では触媒温度と照射空間の温度を変化させることが可能である等の知見が得られ、流通式触媒反応の新たな制御方法として利用可能であることが示された。
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