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

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。

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。