Theory and practice of an innovative reaction process for recovering resource from industrial emissions CO2, which is developed by a novel methanation system operated at a room temperature

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Ｒ３年度に製作したラボレベルのメタン化＋ドライ改質の連結型反応装置を活用し、以下の項目について研究推進を図った。その結果、以下の成果を得ることができた。１．産業プロセスから排出される実際の排ガスを用い、構築した装置のメタン化処理能力を評価した。具体的には、セメント工場内ロータリーキルンからの実排出ガスと市販の小型発電機エンジンからの実排出ガスの両方を用い、CO2を分離濃縮することなくそのまま（O2共存のまま）で、ガス中CO2を効率的にCH4に変換した。２．上記システムに関した熱力学的観点からのエクセルギー評価を実施したところ、通常の触媒充填型反応システムと比較し、本装置のメタン化特性は充分な優位性をもつこと、特にO2共存ありの場合はその特性がより優位になることが明らかとなった。３．製作したラボレベルのドライ改質装置を用い、大供給量（1L/min以上）における開発Ni系構造体触媒の長期耐久性を評価した。無電解めっき時のめっき時間の変化や下地層への第二成分添加は効果的であり、寿命の長い触媒システムを構築することができた。また、耐久性のあるNi系構造体触媒について、物理化学的な物性測定（表面構造、元素分布状態、電子的な特性など）を実施し、触媒の長期耐久性と高性能化についての情報を得た。４．FT反応による合成ガスからの有用化合物の製造システムについて、FT反応のための最適な触媒成分を探索した。その結果、鉄族系元素の有効性を明らかにし、最適な触媒担体を選定した。また、その触媒系の構造体触媒化に成功し、高圧条件下での反応特性を調査した。