Innovative CO2 reduction technology using plasma combined technology

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令和４年度では、昨年度の結果を踏まえてさらなる効率向上を目的として二酸化炭素の濃縮触媒複合プラズマ処理を行った。具体的には、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅、ゼオライトの４種類を用いて、プラズマリアクタ下流にそれぞれの触媒を設置することで、プラズマ触媒複合効果を期待した。その結果、脱着時のCO2濃度は、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅、ゼオライトそれぞれで、20、19、19、25%となり、ゼオライトはCO2の吸着剤としての役割があるためCO2濃度が増加する結果となった。またゼオライトを用いた際のCO転化率が16%、エネルギー効率が10%であったのに対して、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅それぞれCO転化率とエネルギー効率は、16、10%、13、9%，17、11%となり、銅添加アルミナ触媒を用いた結果で効率が最大となった。プラズマ生成時に発生する熱は80度程度であったことから、銅添加アルミナの場合は低い温度で触媒活性が行われたと考えられる。またすべての条件下で、還元によって得られたCOの一部は、さらに原子Cに還元された。検出された原子状Cの割合は吸着剤100 g当たりガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅それぞれで、0.7、0.8、0.7%であった。また触媒100g当たりそれぞれ、0.2、０、0.1%であった。したがって、COの原子Cへの還元を考慮した可能な効率は、11%から117%へと大幅に増加する。特に、銅添加アルミナを使用した場合、これまでの研究よりも高い変換効率とエネルギー効率を達成することができる。