2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of hydrogen production and carbon dioxide complete degradation method by the use of mechanochemical activation and SUS-catalytic effect
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16H05075
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| Research Institution | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
佐治木 弘尚 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (50275096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤間 善成 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (80552413)
近藤 伸一 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90240944)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | メカノケミカル反応 / 水素製造 / 水素キャリアー / 二酸化炭素のメタン化 / 水 / 炭化水素 / 金属触媒 / 炭酸金属塩 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ステンレススチール（SUS304）製遊星型ボールミル中で水をミリングすると、非加熱、非加圧で水の全量分解反応が進行し、水素が定量的に生成する。反応の進行にはSUS合金を構成する金属とメカノエネルギーが重要である。平成29年度までの研究の成果として、水だけでなく炭化水素やエーテルでも同様に水素が効率良く生成することも明らかにするとともに、メタンなどの小分子量気体状炭化水素類も副生する事をガス分析技術を駆使して明らかにした。特に芳香族化合物共存下、ジエチルエーテルをミリングすると、芳香核の還元が定量的に進行することが明らかになり、ジエチルエーテルを還元剤とした核還元法として米国化学会のOrg. Lett.誌に公表した。
この水素生産技術の派生技術検討として、SUS304ボールとH2O、CO2をミリング処理したところCO2が減少する事が示され、低回転数では水素ガスとSUS構成金属炭酸塩が、また、回転数が高いと水素ガスとメタンが定量的に生成することが明らかになった。固体表面の化学分析を詳細に実施した結果、金属炭酸塩が反応中間体であり、本反応は、CO2から金属炭酸塩を経てCH4に変換される逐次反応であることが明らかになった。市販のFeCO3をZrO2容器中水素存在下ミリングしたところ、同様にCH4の生成が確認された。しかしCH4の生成率は低くSUS304中での反応に及ばなかったことから、合金を使用することが効率向上の鍵であることも分かった。
既にコンバージョン100％の反応条件は達成されているが、さらに「反応時間を短くする」、「投入エネルギーを減少させる」ことでさらなる反応効率向上が可能である。今後、本共同研究で確立したCO2のメタン化反応を実用的な方法論として確立するためには、ポット型反応容器を使用するバッチ法から連続フロータイプのメカノ反応装置を開発する必要がある。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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