Tailor-made production of biochar, inspired by the molecular mechanism

受分子机制启发，量身定制生物炭生产

• 批准号: 22K19206
• 负责人: 河本 晴雄
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19206/
• 关键词: バイオ炭; 2050年カーボンニュートラル; 木質バイオマス; 熱分解分子機構; 土壌機能; バイオ炭素

“バイオ炭”とは、炭素の貯留を目的に土壌に施用されるバイオマス由来の炭化物である。大気CO2の実に10％近くを森林が毎年固定していることから、廃棄される森林バイオマスの一部を安定なバイオ炭として土壌に隔離することが、大気中のCO2の削減技術として注目されている。本研究では、木材の熱分解分子機構の知見をベースに、植物の生育に必要な土壌機能を目的に応じて強化できる、テーラーメードなバイオ炭製造技術を創出する。本技術が創生されることで、植物の生育が促進され、大気からのさらなるCO2除去が期待される。令和4年度の研究では、CCDカメラ付きの熱重量測定装置を用いて木材を薄くスライスした突板の炭化挙動を検討することで、木材炭化における重量減少と収縮挙動との関係を明らかにした。その結果、昇温過程において熱分解による重量減少がかなり進行した時点から収縮が開始し、重量減少がほぼ完了する時点で急激な収縮が起こることが判明した。また、バイオ炭の官能基（カルボキシ基、フェノール基）を定量評価する手法としてのBoehm法の検証を進めた。

"Carbon", carbon storage purposes of soil and application of carbon origin. CO2 reduction technologies in large and medium-sized forests are noted as part of the annual stabilization of CO2 in large and medium-sized forests. This study aims at understanding the molecular mechanism of wood pyrolysis, strengthening the essential functions of soil for plant growth, and developing the carbon manufacturing process. The technology can promote the growth of plants and remove CO2. The study conducted in 2002 and 2004 demonstrated the relationship between the charring motion of wood and the weight reduction of wood charring. As a result, the temperature rise process, the weight reduction, the start of the contraction, the weight reduction, the end of the contraction, and the start of the contraction are identified. The Boehm method was used for quantitative evaluation of the functional groups of carbon atoms.

项目成果

熱分解反応性から見えてくる木材細胞壁ナノ集積構造

通过热解反应揭示木材细胞壁纳米集成结构

• 发表时间: 2022
• 作者: 小深田 剛士;山﨑 風雅;中沢 威人;菅野 純子;Minji Oh; 河内 護之;坂本 正弘;本田 与一;河本 晴雄
• 通讯作者: 河本 晴雄

セルロースの熱分解におけるカルボキシ基の影響

羧基对纤维素热分解的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 丸一 泰子;野村 高志;Resi Vita Loka Ginting;南 英治;河本 晴雄
• 通讯作者: 河本 晴雄

セルロースの熱分解開始機構－カルボキシル及び不飽和構造生成の速度論からの考察（Pyrolysis initiation mechanism of cellulose -consideration from kinetics of carboxyl and unsaturated structure formation）

纤维素热解引发机制——从羧基和不饱和结构形成动力学的思考

• 发表时间: 2022
• 作者: 笛木 睦紘;南 英治;河本 晴雄
• 通讯作者: 河本 晴雄

Production of biofuels, biochemicals, and biochar from lignocellulosic biomass by pyrolysis

通过热解从木质纤维素生物质生产生物燃料、生物化学品和生物炭

• 发表时间: 2022
• 作者: Kanna Naoya;Sugiyama Shin;Ando Takuto;Wang Yefan;Sakuragi Yuta;Hazumi Toya;Matsuno Kohei;Yamaguchi Atsushi;Nishioka Jun;Yamashita Youhei;Haruo Kawamoto;山口 篤・古口優之介・Carin Ashjian・木元克典;Haruo Kawamoto
• 通讯作者: Haruo Kawamoto

リグニンの熱分解 －リグニンのマテリアル利用－

木质素的热解 - 木质素作为材料的利用 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 高橋宏司;河本 晴雄
• 通讯作者: 河本 晴雄