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2023 年度 研究成果報告書

電場アシスト触媒による低温での亜酸化窒素直接分解プロセス

研究課題

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研究課題/領域番号 22K20484
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
研究機関早稲田大学

研究代表者

重本 彩香  早稲田大学, 理工学術院, 助手 (30961148)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
キーワード亜酸化窒素 / 触媒分解 / 電場触媒反応 / 環境触媒 / 一酸化二窒素
研究成果の概要

過剰な酸素・水蒸気雰囲気下かつ低温で亜酸化窒素(N2O)を分解するための高性能触媒プロセスを検討した。N2O直接分解に対して電場をアシストすることで、従来の触媒反応では反応の進まない低温度域でN2O分解反応が進行することを見出した。種々の反応速度論解析や過渡応答試験より、従来の外部加熱による反応では吸着酸素や共存酸素によってN2O分解反応が阻害されるが、電場アシスト時にはN2Oが吸着酸素と触媒表面上で反応するため、酸素過剰雰囲気下においても低温でN2O直接分解サイクルが成立することを明らかにした。

自由記述の分野

触媒化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

N2OはCO2の約300倍の強い温室効果を示すため、排出量の低減化が求められている。しかしながら、過剰な共存酸素や水蒸気によって触媒作用が阻害されるため、共存ガス下かつ低温でのN2O直接分解反応は極めて困難であった。本研究では、過剰酸素雰囲気下のN2O直接分解に対して電場をアシストすることで、従来課題とされていた共存酸素や吸着酸素を能動的に制御し、著しく反応を低温化できることを示した。さらに本研究のメカニズム解明を通じて、電場アシスト効果を明確にし、より優れた触媒の設計開発や、その他の電場アシストを利用した反応系への応用・展開が期待される。

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公開日: 2025-01-30  

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