水熱プロセスによる二酸化炭素からの有機化合物の直接合成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555277
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山崎 仲道 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50036589)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中塚 勝人 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60005345) ; 小田 幸人 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40005369) ; 後藤 芳彦 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20221252) ; 橋田 俊之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40180814) ; 土屋 範芳 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40207410)
• Keywords: 非平衡反応装置 / 水熱反応 / 二酸化炭素の還元反応 / 有機化合物の直接合成 / 亜臨界

Research Abstract

一般に二酸化炭素は安定な化学形であり、その還元には炭素の酸化によって発生する熱量よりも大きなエネルギーを必要とするために経済的なコストから考えれば二酸化炭素からの有機化合物への転換は困難であるといわれてきた。一方自然界では、緑色植物は触媒と太陽エネルギーを使って容易に有機化合物を合成している。本研究グループでは、比較的マイルドな亜臨界領域での水熱条件下で低原子価の金属酸化物あるいは金属と水との反応によって生ずる発生期の水素を使用して炭素数7までの飽和脂肪族化合物が容易に生成することを確認した。また自然界では海洋中の二酸化炭素は石灰岩に転換し、この石灰岩はプレートに乗って海洋低に沈み込み、地殻中に移行する過程の中で高温水熱雰囲気中で還元され天然ガスあるいは石油状に変質していったとも考えられ、二酸化炭素源として炭酸カルシュウムを使用しても同様の有機化合物ができることを確認した。一方これらの過程を非平衡系(流通系)で行うことによって、反応の基本過程を核とすると同時に火力発電用の炉あるいはセメント製造キルン、製鉄所の高炉などから排出される二酸化炭素からの還元へと転換するための実用化の基礎データを集めることができる。本年度の経費は主にこの流通系の装置の開発を行った。特に反応管内部をテフロン管とし酸性溶液でなおかつ水熱条件下で実施できるように工夫した。このような方式はまったく独自の反応装置として未踏の反応領域の研究につながるものである。
年度末までにほぼ完成、試運転に入ることができた

Research Products

• [Publications] Suto Y., T hashida, N Yamasaki: "Measurement of CO2 Solubility in Simulated Underground Water at Depth for the Carbon Dioxide Sequestration"Proc. of Joint Sixth Inter. Symp on Hydroth React and Forth Inter..lConf..on SOlvo Thermal Reaction. 6.4. 309-312 (2001)
• [Publications] Suto Y., L Hashida, T Tsuchiya, N yamasaki: "Experimental Study of Rock/Ware/CO2 Interaction at Temperature of 100-350 degree"Proceeding of Tenth International Water Rock Interaction Symposium. 10. 341-344 (2001)
• [Publications] Yamasaki N, Y Oda, Y Yashiro: "Direct Synthesis of Organic Compound from Carbon Dioxide by Hydrothermal Reduction"Proceeding of Sixth International Conference on Solvo-Thermal Reaction. 6(発売予定). (2002)