硫化水素からの効率的水素製造システムの障害となるポリ硫化物イオン除去法の開発

开发一种去除多硫离子的方法，多硫离子是硫化氢高效制氢系统的障碍

• 批准号: 20656146
• 负责人: 高橋 英志
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20656146/
• 关键词: ポリ硫化物イオン; 炭素クラスター; 硫化水素; 水素製造; 光触媒

硫化水素を分解し水素を得ることは、無害化に要する膨大な化石エネルギー保全と環境問題への配慮、薪エネルギー(水素)生成を同時に達成可能な夢のような技術といえるが、たった1点だけ大きな障害があることから頓挫している。その障害とは副産物のポリ硫化物イオン(S_x^<2->)の存在であるが、塩基性溶液から単純な正-負の電位差による吸着特性を用いてS_x^<2->を回収することは出来ない。一方、イオン的な相互作用を全く生じない環境下でも炭素クラスターであれば硫黄と相互作用することが示唆される。この様な観点から、炭素クラスターを用いれば、塩基性水溶液中のポリ硫化物イオンを吸着除去可能であるとの着想に至った。そこで、本研究では以下の項目の研究開発を行うことで、炭素クラスターによるS_x^<2->の回収方法の確立を目的とする。1)炭素クラスター溶液を用いたポリ硫化物イオンの液-液抽出挙動の解明、2)ポリ硫化物イオンの吸着構造の解明による、本手法のメカニズムの考察、3)回収されたイオウ種の脱離手法(主に昇華)の開発、4)回収されたイオウ種の有効利用法の開発(希薄金属イオン種の回収など)平成21年度は、炭素クラスターと有機溶媒の間の相互作用について検討し、析出挙動の解明及び反応機構についての検討を行った。その結果、本反応は、水-トルエン界面におけるポリ硫化物イオンの硫黄への転化が第一段階として進行し、生成した硫黄がトルエン層へ移動(溶解)した後にC_<60>S_<16>等のフラーレン-硫黄化合物を形成するという反応機構を明らかとした。

Sulfide decomposition of water element を し water element を る こ と は, harmless に す る) な fossil エ ネ ル ギ ー preservation と environmental problems へ の feel secure, pay エ ネ ル ギ ー (water element) generated を and possibly な に achieve dream の よ う な technology と い え る が, た っ 1 point た だ け big き な handicap of が あ る こ と か ら stall し て い る. そ の handicap of と は by-products の ポ リ sulfide イ オ ン (S_x ^ < - > 2) exist の で あ る が, salt basic solution か ら 単 pure な positive - negative の potential difference に よ る sorption characteristics を with い て S_x ^ < 2 - > を back 収 す る こ と は out な い. Side, イ オ ン な interaction を く all born じ な い environment で も carbon ク ラ ス タ ー で あ れ ば sulfur と interaction す る こ と が in stopping さ れ る. こ の others な 観 point か ら, carbon ク ラ ス タ ー を with い れ ば, salt base in aqueous solution, is の ポ リ sulfide イ オ ン を sorption may remove で あ る と think の に to っ た. そ こ で, this study で は の の research project under open 発 を line う こ と で, carbon ク ラ ス タ ー に よ る S_x ^ < 2 - > の の 収 back method to establish を purpose と す る. 1) carbon ク ラ ス タ を ー solution with い た ポ リ sulfide イ オ ン の liquid-liquid extraction 挙 の uttered, 2) ポ リ sulfide イ オ ン の sorption tectonic の interpret に よ る, this technique の メ カ ニ ズ ム の investigation, 3) back to 収 さ れ た イ オ ウ kind の from technique (main に sublimation) の 発, 4) back 収 さ れ た イ オ ウ の a sharper use method の 発 open (a text Genus イ オ ン kind の back 収 な ど) 21 year は pp.47-53, carbon ク ラ ス タ ー と の interaction between organic solvent の に つ い て beg し 検, exhalation 挙 の interpret and び に 応 authorities つ い て の 検 line for を っ た. そ の results, the anti 応 は, water - ト ル エ ン interface に お け る ポ リ sulfide イ オ ン の sulfur へ の planning the first Duan Jie が と し て し, generate し た sulfur が ト ル エ ン layer へ mobile (dissolved) し た after に C_ < > 60 S_ < 16 > etc. の フ ラ ー レ ン を - sulfur compounds formed す る と い う を 応 authorities Ming ら か と し た.

项目成果

硫黄循環による硫化水素からの水素エネルギー製造(1)～炭素クラスターによる塩基性水溶液からのポリ硫化物イオン回収～

通过硫循环从硫化氢生产氢能(1)〜利用碳簇从碱性水溶液中回收多硫离子〜

• 发表时间: 2010
• 期刊: 資源と素材 (未定, 掲載決定)
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸
• 通讯作者: 田路和幸

Sulfur cycle system for effective hydrogen generation

用于有效制氢的硫循环系统

• 发表时间: 2008
• 作者: Tsugumi Hayashi;Yohei Baba;Toshiharu Taga;Hiromichi Matsumoto;Akira Kishimoto;Akira Watanabe;Hideyuki Takahashi;Kazuyuki Tohii
• 通讯作者: Kazuyuki Tohii

Synthesis of core-shell type ZnO-Cd(OH)_2 nanoparticles

核壳型ZnO-Cd(OH)_2纳米粒子的合成

• 发表时间: 2009
• 作者: Tsugumi Hayashi;Hideyuki Takahashi;Kazuyuki Tohji
• 通讯作者: Kazuyuki Tohji

Effective hydrogen generation using stratifies type photocatalyst

使用分层型光催化剂有效产生氢气

• 发表时间: 2008
• 作者: Hideyuki Takahashi;Shun Yokoyama;Yohei Baba;Tsugumi Hayashi;Kazuyuki Tohji;Hideyuki Takahashi
• 通讯作者: Hideyuki Takahashi

Recovery of poly sulfide anions in basic solution produced by the decomposition of H_2S by fullerene

富勒烯分解H_2S产生的碱性溶液中多硫阴离子的回收

• 发表时间: 2010
• 期刊: Carbon (未定, 掲載決定)
• 作者: 林亜実;高橋英志;田路和幸;Tsugumi Hayashi ; Yohei Baba ; Toshiharu Taga ; Akira Kishimoto ; Hideyuki Takahashi ; Kazuyuki Tohji
• 通讯作者: Tsugumi Hayashi ; Yohei Baba ; Toshiharu Taga ; Akira Kishimoto ; Hideyuki Takahashi ; Kazuyuki Tohji