2015 Fiscal Year Annual Research Report
Ｃ１系小分子の高速＋高効率な物質変換＆資源化を図るハニカム構造体触媒反応場の創製
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25289279
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
福原 長寿 静岡大学, 工学部, 教授 (30199260)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立元 雄治 静岡大学, 工学部, 准教授 (00324335)
河野 芳海 静岡大学, 工学部, 准教授 (50334959)
渡部 綾 静岡大学, 工学部, 助教 (80548884)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 触媒反応システム / 新エネルギー / ハニカム触媒 / 二酸化炭素の利活用 / 水素製造 / カーボン捕集 / 燃料電池 / 炭素資源 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、CO2やCOなどのＣ１系小分子を還元（メタン化）し、生成するCH4を高効率で高速にドライ改質または分解改質するハニカム型構造体触媒を創製すること、そして創製したこれらの触媒でエクセルギー増加型の構造体触媒反応システムを構築して評価することを目的としている。最終年度である平成２７年度は、これまでに創製したメタン化触媒やドライ改質触媒、分解改質触媒のさらなる調査、そして各触媒をベースとした構造体触媒反応システムの構築と評価について検討し、以下のような成果を得た。
１．メタン化反応用のNi/CeO2触媒、CH4とCO2のドライ改質用のNi/Al2O3触媒、そしてメタン分解用のシリカコート被覆Ni/Al2O3触媒の各触媒機能の最適化を図ることに成功した。また、触媒機能性発現の要因について各種の分析装置を活用した物性測定データをもとに、要因の推定を行なった。
２．構造体触媒の基材形状（ハニカム形やスパイラル形、スタック形など）が反応性に及ぼす影響を調査し、メタン化やドライ改質反応の機能性に大きく影響することを明らかにした。そして、その向上要因は基材形状の選択による物質拡散性の向上や伝熱特性の向上であることが考えられた。このことは、基材形状を最適化することで反応特性の制御が可能であることを示している。
３．CH4のドライ改質反応と炭素捕集場を組み合わせた構造体触媒システムを構築し、ドライ改質特性と炭素質の捕集特性を調査したところ、改質場の触媒劣化を回避した炭素捕集システムとなることを明らかにした。すなわち、構築システムは温室効果ガスCO2からの炭素を回収できる触媒反応システムであることを示した。
４．ドライ改質後の合成ガスから炭素が析出する現象を調査し、熱力学的な検討を行ないつつ、改質後の炭素捕集場の条件制御（特に温度とガス組成）によって最大捕集率約7％を達するすることができた。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
