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Low-temperature chemical conversion of carbon dioxide introduced by reaction and separation field and electric reaction field

反应分离场和电反应场引入二氧化碳的低温化学转化

基本信息

批准号：
22K12473
负责人：
上宮成之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

水素分離のない固定層流通式反応器で、反応温度をメタンドライリホーミングと比べて低くできるアンモニア分解（2NH3→N2+3H2)において触媒反応場での微弱電流の電場効果を検討した。Ru/CeO2触媒を用い、反応温度350-450 ℃にて、電流を流さないときと3 mA流したときを比較した。その結果、反応温度400 ℃におけるアンモニア転化率は、電流を流さないときには12.7%であったのに対して、電流を流すことで21.9%まで向上した。350℃と450℃でも転化率の向上により電場の効果を確認できた。なお、メタンのドライリフォーミングでの電場効果を確認する予定であったが、未だ実施できていない。電場効果で反応が促進されたとしても、転化率が高くなると逆反応が顕著になり、平衡近くなると電場効果がみられなくなる。そこで生成物のひとつである水素を分離膜を用いて反応場から取り除くと逆反応が抑えられ、高い転化率でも電場効果がみれると考えている。そこでメタンのドライリフォーミング用の反応場から水素を取り除くパラジウム膜を作製するとともに、使用する触媒を調製した。今後速やかに、Ru/CeO2触媒をはじめとして今後電場効果がみられた触媒を使用し、メタンのドライリフォーミングにおいて電場効果を確認する。二重管型膜反応器にてアンモニア分解反応（2NH3 → N2 + 3H2　吸熱反応）と二酸化炭素のメタン化反応（CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O　発熱反応）の複合化反応のシミュレーションに関しては、水素分離のない反応のときは実験データを再現できることができたが、水素分離のあるときは、境界条件の設定をソフトウエアーに思ったように組み込めておらず今後修正が必要である。

The electric field effect of weak current in the reaction field of the catalyst in the double-layer flow-through reactor for water separation is discussed. Ru/CeO2 catalyst is used, reaction temperature is 350-450 ℃, current is 3mA, and temperature is 3mA. Results: Temperature 400 ° C Temperature 12.7% Current 21.9% Temperature 12.7% Current 21.9% Temperature 350℃ to 450℃, the conversion rate increases and the electric field effect is confirmed. The electric field effect of the electric field is confirmed by the electric field effect of the electric field. The electric field effect is enhanced, the conversion rate is high, the electric field effect is balanced, and the electric field effect is balanced. For example, if the reaction rate is high, the reaction rate is high, and the reaction rate is high, the reaction rate is high. The reaction field used in the preparation of the film was modified. In the future, Ru/CeO2 catalysts will be used to determine the effect of electric field on Ru/CeO2 catalysts. Double-tube membrane reactor (2NH3 → N2 + 3H2 endothermic reaction) and diacidified carbon reaction (CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O heat generation reaction) The complex reaction system is related to the separation of water elements from the reaction system and the necessary correction in the future.