次世代プロトン伝導性固体酸化物セルを用いたプロピレン製造と二酸化炭素資源化

使用下一代质子传导固体氧化物电池进行丙烯生产和二氧化碳资源回收

• 批准号: 22KF0309
• 负责人: 山崎 仁丈
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0309/
• 关键词: プロトン伝導性膜型反応器; プロパン脱水素化反応

本年度は、プロパンの脱水素化反応と二酸化炭素還元反応を同時に起こす、プロトン伝導性電解質を用いた膜型反応器を評価するため、二酸化炭素、水素、アルゴン混合ガスをガス組成を制御できるガス配管を整備した。さらに、カソード支持型の膜型反応器合成プロセスを開発し、整備した装置と合成したセルを用いたプロピレンの脱水素化特性評価に取り組んだ。プロパンの脱水素化反応に比較的高い性能を示すPt/Nb2O5触媒を用いた膜型反応器を評価した結果、300～600℃の温度域において、アノードでプロパンが熱分解し、メタン、エチレン、プロピレンおよび水素を生じることが分かった。また、電流掃引によりカソードへプロトンをポンプしたところ、プロパン濃度が減少し、メタン、エチレン、プロピレン濃度が増加した。これは、水素をカソードへポンプすることで、反応駆動力が増加し、プロパン分解反応が促進されたものと考えられる。また、本反応器は100時間安定に動作することを確認でき、アノード反応を安定的に生じる反応器となっていることを確認した。カソードにで生じるCO2還元触媒の取り組みとして、Ni-電解質サーメット電極にその場赤外吸収分光法を適用し、反応中間体生成を評価した。吸着CO2分子、表面OH基に加えて、CO中間体およびC-H結合に由来するピークが観測され、高温はCO種が低温ではC-H結合が主な中間体であることが分かった。

This year, the preparation and maintenance of membrane type reactors for dehydration and diacidification of carbon dioxide were carried out simultaneously, and the conductivity of electrolyte was evaluated. In this paper, the development, preparation and evaluation of dehydration characteristics of membrane-type reflectors with excellent support are presented. The high performance of Pt/Nb2O5 catalyst for dehydration reaction was compared. The results showed that Pt/Nb2O5 catalyst was used in membrane type reactor. The temperature range from 300 ℃ to 600℃ was medium, and the temperature range from 300 ℃ to 600℃ was low. The concentration of the active substance decreased, the concentration of the active substance increased, and the concentration of the active substance increased. The water element is removed from the water and the water element is removed from the water. This is a 100-hour stability check. CO2 reduction catalyst composition, Ni-electrolyte electrode and field red absorption spectroscopy were applied to the production of CO2 and reaction intermediates. Sorbed CO2 molecules, surface OH group addition, CO intermediate and C-H binding origin, high temperature CO species and low temperature C-H binding main intermediate