Development of Innovative Fe-based FT-syn Catalyst to Produce Carbon-Neutral Liquid Fuel

本研究の目的は，これまで化学原料用のオレフィンを製造するために用いられてきたFe系FT合成触媒を，FT合成においてパラフィンが主成分となるようにBTL用の安価なFe系FT合成触媒の開発を行い，BTLプロセスの低コスト化・早期の実用化を目指すことである．今年度は触媒開発のベースとなる，協力企業から入手した実際の建築廃木材含有廃鉄釘の腐食後の酸化状態や表面状態をSEM-EDXやXRDを用いて分析・物性評価を行い，それを基に試薬から数種類の物性の異なる「人為的に作製した模擬廃鉄釘」の触媒調製を試みた．調製された実廃鉄釘腐食触媒および模擬廃鉄釘触媒を固定層として用いたFT合成実験を行い，生成ガスおよびFT合成油を分析することにより，実廃鉄釘触媒を用いた場合のFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズム，特に，「実廃鉄釘触媒のどの物性」が影響を与えているのかを解明した．その結果，（1）実廃鉄釘腐食触媒は主成分のFe以外にZn，Si，Co，Al元素の酸化物が含有していることがわかったので，それを基に（2）人為的に作製した模擬廃鉄釘，（3）2Co/Fe2O3，（4）4Co/Fe2O3触媒を含浸法で調製して触媒還元後にFT合成実験を行ったところ，（2）の触媒でのCO転換率は91%，（3）の触媒では90%，（4）では95%であった．COからのC7-C18炭化水素液体燃料選択率は（2）では33%，（3）31%，（4）29%であった．そのうち，オレフィン（O）：パラフィン（P）比率は（2）では3.4:6.6，（3）5.1:4.9，（4）3.7:6.3であった．（2）-（4）の模擬廃鉄釘触媒のBET比表面積等の物理特性がほぼ同じであることから，実廃鉄釘触媒含有のCoがFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズムに起因していると考えられた．

本研究の目的は，これまで化学原料用のオレフィンを製造するために用いられてきたFe系FT合成触媒を，FT合成においてパラフィンが主成分となるようにBTL用の安価なFe系FT合成触媒の開発を行い，BTLプロセスの低コスト化・早期の実用化を目指すことである．今年度は触媒開発のベースとなる，協力企業から入手した実際の建築廃木材含有廃鉄釘の腐食後の酸化状態や表面状態をSEM-EDXやXRDを用いて分析・物性評価を行い，それを基に試薬から数種類の物性の異なる「人為的に作製した模擬廃鉄釘」の触媒調製を試みた．調製された実廃鉄釘腐食触媒および模擬廃鉄釘触媒を固定層として用いたFT合成実験を行い，生成ガスおよびFT合成油を分析することにより，実廃鉄釘触媒を用いた場合のFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズム，特に，「実廃鉄釘触媒のどの物性」が影響を与えているのかを解明した．その結果，（1）実廃鉄釘腐食触媒は主成分のFe以外にZn，Si，Co，Al元素の酸化物が含有していることがわかったので，それを基に（2）人為的に作製した模擬廃鉄釘，（3）2Co/Fe2O3，（4）4Co/Fe2O3触媒を含浸法で調製して触媒還元後にFT合成実験を行ったところ，（2）の触媒でのCO転換率は91%，（3）の触媒では90%，（4）では95%であった．COからのC7-C18炭化水素液体燃料選択率は（2）では33%，（3）31%，（4）29%であった．そのうち，オレフィン（O）：パラフィン（P）比率は（2）では3.4:6.6，（3）5.1:4.9，（4）3.7:6.3であった．（2）-（4）の模擬廃鉄釘触媒のBET比表面積等の物理特性がほぼ同じであることから，実廃鉄釘触媒含有のCoがFT合成においてパラフィンが主成分となるメカニズムに起因していると考えられた．