函館大会（第51回石油・石油化学討論会）

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水素製造・エネルギーキャリア・CCU

[2C01-05] 水素製造・エネルギーキャリア・CCU(4)

2021年11月12日(金) 09:00 〜 10:15 C会場 (函館アリーナ 武道館A)

座長:多田 昌平(茨城大学)

09:00 〜 09:15

[2C01] 電場触媒反応によるCO2メタネーションの低温化

○片山 優希1、山田 研成1、山野 遼太1、比護 拓馬1、関根 泰1 (1. 早稲田大学)

CO2メタネーションはカーボンリサイクルの観点から注目されているが、小規模分散型のCO2転換プロセスには即時性やより温和な条件での運転が求められている。本研究では、電場触媒反応の適用により低温下で行うことを試みた。Ru/CeO2触媒へ電場を印加して反応を行った結果、従来の熱触媒反応において活性を示さなかった353Kでも高効率に反応が進行した。さらに、速度論的検討及びキャラクタリゼーションを行い反応機構における電場印加の寄与を検討した。

09:15 〜 09:30

[2C02] 構造体触媒システムによる産業プロセス排出の実CO2ガスのメタン変換特性

○福原 長寿1、赤間 弘2、谷口 智哉1、内田 健太郎1、渡部 綾1 (1. 静岡大学大学院総合科学技術研究科、2. 静岡大学工学部)

高伝熱性と原料の大量処理を可能とするスパイラル形構造体触媒を装備したラボレベルのメタン化装置を製作し、セメント製造プロセスから排出される実際のCO2ガスのメタン化特性を評価した。原料ガス中に共存するO2ガスは反応をより効率的に加速し、室温域で外部からの加熱が不要なauto-methanation現象が発現した。反応器を断熱型とすることでメタン変換率がさらに高くなり、室温域での処理能力が向上した。

09:30 〜 09:45

[2C03] 断熱反応器によるCO2のオートメタン化に関するエクセルギー評価

○赤間 弘1、谷口 智哉2、内田 健太郎2、渡部 綾2、福原 長寿2 (1. 静岡大学工学部、2. 静岡大学大学院　総合科学技術研究科　工学専攻　化学バイオ工学コース)

オートメタン化は、共存O2によるH2燃焼熱を活用して、外部からの熱供給無しにCO2メタン化反応の自立を実現する。これには、伝熱性に優れたスパイラル形構造体触媒が有効であるが、反応のより一層の効率化には反応熱の有効活用が重要であり、触媒層の断熱化を試みた。その結果、熱放散を抑制すると共に反応熱を触媒全体に伝えることで触媒層の有効利用率を高め、CH4収率及び有効エクセルギー率を向上できた。

09:45 〜 10:00

[2C04] スパイラル形のNi系構造体触媒システムによるCH4の高速ドライ改質特性

○波多野 修三1、種林 正貴1、渡部 綾1、河野 芳海1、福原 長寿1 (1. 静岡大学)

ゾル-ゲル法と無電解めっきによって調製したNi系構造体触媒は、CH4のドライ改質において優れた活性と高い炭素析出耐性を有する。本研究では、原料ガス処理量の増加を目的として、金属支持体を螺旋状に成形したスパイラル形触媒を製作し、そのCH4ドライ改質特性を調べた。スパイラル形触媒は、原料ガス供給量を増加させても平衡転化率に近い活性を維持し、長時間の試験でも安定したドライ改質特性を示した。

10:00 〜 10:15

[2C05] CO2から固体炭素を連続捕集するCH4のドライ改質プロセス：鉄族金属触媒群の炭素捕集特性

○種林 正貴1、波多野 修三1、渡部 綾1、河野 芳海1、福原 長寿1 (1. 静岡大学)

我々は、CH4のドライ改質と固体炭素の連続捕集を同時に行なう構造体触媒システムを開発してきた。本研究では、炭素捕集用の触媒として鉄族金属酸化物に着目し、その炭素捕集特性を評価した。その結果、Fe，Coの金属酸化物では固体炭素の連続捕集が可能であり、中でもFe3O4が最も高い収率を示した。また、捕集炭素のSEM観察とラマン分光分析から、金属種の違いで、炭素の形状や構造が異なることが明らかとなった。
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