Consolidate Promote 研究部門 原プロジェクト ＜革新固体触媒＞ プロジェクトリーダー : 原 亨和 教授 研究期間 : 平成26年度 ∼ 平成30年度 研究内容 : これまで様々な触媒が開発され、我々の生活に必要不可欠な化学資源が生産されてきた。時間と共にその性能 は改良されてきたが、単なる改良では解決できない問題が数多く残されている。これらの問題に真っ向から取り 組むために未踏領域を冒険することが、原プロジェクトのミッションである。 多機能水中機能固体ルイス酸触媒 Cultivate 水中で脱水、異性化、酸化、還元等のいくつかのステップからなる反応を選択的に促進する革新的不均一系触媒 を創出できれば、従来実用化が困難であったバルクケミカル生産も可能となる。最 近 、我々は4族（Ti、Zr） 、5族 （Nb、Ta）遷移金属酸化物が水中でもルイス酸触媒として機能することを初めて見出した。表面修飾した上記遷移 金属酸化物を触媒とすることで、分子内脱水、水和、異性化等の多段階反応を経て進む水中での糖類変換反応を 温和な反応条件で選択的に進めることに成功した。この成果は現在実用化検証の段階に達しており、経済産業省 国家プロジェクト「非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発」の中心課題の一つに設定されている。 エレクトライドアンモニア合成触媒 およそ100年前に確立されたハーバー・ボッシュ法はアンモニアの大量生産を通して人類とその社会の発展に貢 献してきた。今後の人口増加を考えると、これまで以上にエネルギー消費を抑えてアンモニアを生産することは 避けられない。このような背景の中、我々は細野グループと共に新材料12CaO•7Al2O3エレクトライド（C12A7:e-） をベースにした触媒を創出し、低環境負荷アンモニア生産に至る新たなルート構築した。C12A7:e-にRuナノ粒子 を固定した材料（Ru/C12A7:e-）は強力な電子注入によるN2 分子の効率的解離により、従来の触媒に対して１桁 上のアンモニア生成速度と1/2の活性化エネルギーを達成する触媒として働く。さらにこの触媒はRu触媒の最大 の欠点である水素被毒を抑制できるため、加圧下でもアンモニア合成効率が低下することがない。この成果は内 閣府により「特筆すべき成果」として評価された。 研究費総額 : 約1億円 研究資金ソース： 主催プロジェクト 科学技術振興機構：ALCA、NOVACAM、NEDO：非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発 分担プロジェクト 科学技術振興機構：ACCEL、CREST 新産業創造・新分野開拓の可能性 : 有機バルクケミカル生産の低環境負荷化、バイオマスの化学資源化、アンモニア生産の高効率化 研究参加者 : Technische Universiteit Eindhoven、Cardiff University、Consejo Superior de Investigaciones Científi cas-Instituto de Tecnología Química（CSIC）、神奈川大学、北海道大学、千葉大学、民間企業 Innovative Heterogeneous Catalysts Project Leader : Professor Michikazu Hara Research Period This project will be continued from 2014 - 2019 Project Summary Many catalysts have been developed, producing chemicals essential to our society. However, many problems to be solved have still remained. Our aim is to make innovative catalysts to overcome such problems. Multifunctional Water-tolerant Heterogeneous Lewis Acid Catalysts Heterogeneous Lewis acids that are workable even in water and selectively catalyze reactions consisting of several steps such as dehydration, isomerization and oxidation would be applicable to highly efficient chemical production that has never been achieved. We found that groups 4 and 5 transition metal oxides such as TiO2 function as Lewis acid catalysts even in water. Surface modified transition metal oxides selectively promotes saccharides conversion reactions composed of several steps, meaning that these catalysts enable cellulosic biomass conversion into essential chemicals, which has not yet reached business. Electride Artificial Ammonia Synthesis Catalyst Over a century industrial ammonia synthesis has been carried out by Haber-Bosch process: 70% of man is kept alive from artificial ammonia synthesis by Haber-Bosch process. However, iron-based catalysts used in the process require high pressure and temperature for the efficient production of ammonia, resulting in a large environmental impact. Hosono and Hara groups have succeeded in the development of Ru-deposited 12CaO•7Al2O3 electride (C12A7:e-), a new catalyst, for much more efficient ammonia synthesis. The catalyst exhibits much higher catalytic performance for ammonia production than conventional catalyst. The catalytic activity exceeds 10 times those of commercial catalysts, and the activation energy for ammonia synthesis of the electride catalysts is only half those of them. Budget: ca. 1 hundred million yen Financial Support JST: ALCA, NOVACAM, CREST, ACCEL NEDO 革新固体触媒 Innovative Heterogeneous Catalysts 多機能水中機能固体ルイス酸触媒 Multifunctional Water-tolerant Heterogeneous Lewis Acid Catalysts アルドヘキソース Glucose エレクトライドアンモニア合成触媒 Electride Artificial Ammonia Synthesis Catalysts ケトヘキソース Fructose HMF Possibility of Creating New Industry Environmentally benign production of bulk chemicals, Conversion of biomass into essential chemicals, Highly efficient ammonia production. Participants Technische Universiteit Eindhoven, Cardiff University, Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Instituto de Tecnología Química (CSIC), Kanagawa Univ., Hokkaido Univ., Chiba Univ., Private Enterprises
© Copyright 2024 ExpyDoc
