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水素社会の実現に向けたメチルシクロヘキサンからの触媒的脱水素反応の開発

发展甲基环己烷催化脱氢反应以实现氢社会

基本信息

批准号：
22KF0093
负责人：
金井求
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0093/
关键词：
触媒脱水素反応アルカン水素社会

项目摘要

水素社会の実現には、水素の貯蔵・輸送といったインフラの整備が重要であり、有機ハイドライドが水素キャリアとして注目されている。中でもメチルシクロヘキサンは水素貯蔵量や利便性から有望な水素キャリアであり、大規模スケールでの実証実験が行われている。水素キャリアに対する水素付加反応は工業的にも確立されている一方、その逆反応である水素放出プロセスは比較的未開拓な分野である。本反応が難しい理由として、水素放出を伴う結合の不飽和化は一般的に熱力学的に不利な過程であるという点、有機化合物の不活性なC-H結合を活性化する必要がある点が挙げられる。そのため既存の方法では貴金属触媒を用い、高温条件で水素を系外に放出しながら反応を行う方法が主流である。そこで今回、有機水素キャリアであるメチルシクロヘキサンから温和な条件かつ貴金属フリーで脱水素反応を進行させる触媒系を確立することを目指す。本年度は、有機水素キャリアであるメチルシクロヘキサンから温和な条件かつ貴金属フリーで脱水素反応を進行させる触媒系を確立することを目指して研究をおこなった。特に、ラジカル分子触媒（第一の触媒）によるC-H結合引抜きと遷移金属触媒（第二の触媒）による脱水素過程を組み合わせた系を検討した。またこれらを電子的にカップルする第三の触媒として光触媒を利用した。その結果、中程度の収率で目的の反応を進行させる条件を見出すに至った。

Water storage, transportation and maintenance are important for the realization of water society. In the middle of the day, the water storage capacity and convenience are expected to increase, and large-scale water storage is expected to increase. The water element is added to the reverse side of the industry, and the reverse side of the industry is added to the reverse side. The reason for this reaction is that the release of water is accompanied by the unsaturated process of the general thermodynamics. The inactivation of organic compounds and the activation of C-H bonds are necessary. The existing methods include the use of noble metal catalysts, the release of water elements under high temperature conditions, and the mainstream methods. The catalyst system of noble metal catalyst for dehydration reaction was established. This year, the organic water content of the catalyst system for the determination of noble metals and the catalyst system for the dehydration of the catalyst system were studied. Special, high molecular catalyst (the first catalyst), C-H bond, migration metal catalyst (the second catalyst), dehydration process, synthesis system The third is the catalyst. The results, the average rate of achievement and the conditions for progress are shown below.