水素化触媒反応における金属3Dプリント技術の新展開

(1) 低温メタノール合成異なる粒子径を持つ3Dプリント用CuZn合金粉末を調製した。合金粉末を焼成させた後、組成と構造を分析し、低温メタノール合成における触媒活性を評価した。焼成無し又は低温焼成でCuZn合金相が保持されたが、より高い焼成温度ではCu、CuO、ZnOの相が共存すると見られた。低い温度で焼成したCuZnは反応活性が見られなかったが、高い温度で焼いたものはよい活性を示した。活性に対するCuZn合金粒子サイズの影響も考察した。COとCO2転換率は合金粒子サイズによって違い、小さな粒子を持つCuZnは高いCO転換率を示し、大きな粒子を持つCuZnは高いCO2転換率を表れた。メタノールを導入することで、COの転換率は導入無しの場合より2倍となった。導入されたメタノールが反応効率の向上にも貢献できると分かった。（2）アンモニア合成異なる温度で鉄粉末を焼成し、各反応温度と圧力で触媒性能を評価した。反応温度と圧力の上昇により、活性が増加し、800度で焼成されたものは最も高い活性を示した。さらに、化学エッチング法も用いて、焼成後の鉄粉末を再処理し、比表面積と触媒活性が向上した。それに、鉄粉末の組成変換を測定し、元々の単一FeNi相と違って、処理したものにはFe2O3も確認された。3種類の構造（PP(Parallel Plate)-SCR、VP(Vertical Plate)-SCR、SP(Sector Plate)-SCR）を設計し、3Dプリント技術でアンモニア合成用マイクロリアクターを作製した。前処理の焼成でリアクターの壁が滑らかから粗いものに変化し、活性点も増加させた。アンモニア合成反応でリアクターの自己触媒機能を検証して、PP-SCRの方はより高いアンモニア合成性能を示した。異なるリアクターの構造が反応性能に影響を与えると確認され、更なる反応効率の向上が期待される。

(1) 低温メタノール合成異なる粒子径を持つ3Dプリント用CuZn合金粉末を調製した。合金粉末を焼成させた後、組成と構造を分析し、低温メタノール合成における触媒活性を評価した。焼成無し又は低温焼成でCuZn合金相が保持されたが、より高い焼成温度ではCu、CuO、ZnOの相が共存すると見られた。低い温度で焼成したCuZnは反応活性が見られなかったが、高い温度で焼いたものはよい活性を示した。活性に対するCuZn合金粒子サイズの影響も考察した。COとCO2転換率は合金粒子サイズによって違い、小さな粒子を持つCuZnは高いCO転換率を示し、大きな粒子を持つCuZnは高いCO2転換率を表れた。メタノールを導入することで、COの転換率は導入無しの場合より2倍となった。導入されたメタノールが反応効率の向上にも貢献できると分かった。（2）アンモニア合成異なる温度で鉄粉末を焼成し、各反応温度と圧力で触媒性能を評価した。反応温度と圧力の上昇により、活性が増加し、800度で焼成されたものは最も高い活性を示した。さらに、化学エッチング法も用いて、焼成後の鉄粉末を再処理し、比表面積と触媒活性が向上した。それに、鉄粉末の組成変換を測定し、元々の単一FeNi相と違って、処理したものにはFe2O3も確認された。3種類の構造（PP(Parallel Plate)-SCR、VP(Vertical Plate)-SCR、SP(Sector Plate)-SCR）を設計し、3Dプリント技術でアンモニア合成用マイクロリアクターを作製した。前処理の焼成でリアクターの壁が滑らかから粗いものに変化し、活性点も増加させた。アンモニア合成反応でリアクターの自己触媒機能を検証して、PP-SCRの方はより高いアンモニア合成性能を示した。異なるリアクターの構造が反応性能に影響を与えると確認され、更なる反応効率の向上が期待される。