二酸化炭素の水素化反応に用いる新規な多成分系ナノ合金触媒の開発

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14465
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分27030:触媒プロセスおよび資源化学プロセス関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 小林 靖和 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (80735506)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 多成分系合金 / ナノ粒子 / 不均一系触媒 / 水素化反応 / 金属間化合物 / ハイエントロピー合金 / 溶融塩 / 水素化物

研究成果の概要

高比表面積な合金粉末を得るために、溶融塩中でCaH2を還元剤に用いるオリジナルな合成手法を確立した。得られた合金粉末は、Ni2TiAl, TiFe, FeAl, CrMnFeCoNi, AlCoCrFeNi(V), TiNiSi, CaPt2, YIr2等であり、単一の結晶構造からなる合金であり、かつ、～100m2/gほどの比較的大きな比表面積を有していることが確認された。続いて、得られた合金粉末の水素化活性を評価した結果、従来の担持触媒と比較して、活性化エネルギーの低下や活性向上がみられ、合金触媒のユニークな特性が観測された。

自由記述の分野

触媒化学、材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

TiやAl, Yなどの酸化されやすい金属を含む合金の高表面積化は、チャレンジングな課題である。従来法においては、2000℃ほどの高温溶融混合後に急冷や室温付近での溶出処理によりナノ粒子や多孔質体を得る。本研究では、従来法とは異なり高温合成環境を必要とせず、溶融塩中でCaH2還元剤を用いることで酸化物前駆体の低温還元（600℃付近）により高表面積合金粉末を得る新規な合成手法を確立した。従来と異なるアプローチの可能性を示したことは学術的意義や社会的意義が高いと思われる。