サイエンスニュースまとめ☆ななめ読み

東京工業大学は、二酸化炭素(CO2)を捕集する機能を持つレニウム(Re)の錯体が、低濃度のCO2を還元できる電気化学触媒として機能することを発見したと発表した。

同成果は、同大学理学院化学系の熊谷啓 特任助教、西川哲矢 大学院生(当時)、石谷治 教授らの研究グループによるもの。詳細は、英国王立化学会誌「Chemical Science」に掲載された。

昨今、化石資源を燃焼させる際に排出されるCO2を電気エネルギーで還元する反応について、国内外で精力的に研究が行われている。研究で用いられるのは純粋なCO2であることが多いのに対し、実際に火力発電所や工場などの排ガスに含まれるCO2は数%から十数%であることから、効率よくCO2だけを還元できる方法が求められていた。

同研究グループでは、ある種のレニウム錯体が、高いCO2捕集機能とCO2を電気化学的に還元する触媒機能を合わせ持っていることを見出したという。捕集されたCO2は炭酸エステルとして錯体に固定化され、この錯体を電気化学触媒とすることで、低濃度CO2でもそのままCOに還元できることが確認された。

結果として、1%しかCO2を含まないガスでも高効率でCOへ還元できたとのことだ。COは化学原料として有用で、水素と反応させることで人造石油を合成することができることから、排ガスが直接資源化できる可能性があるという。

同成果により、排ガスに含まれる低濃度のCO2が、太陽光など再生可能エネルギーから変換した電気エネルギーによって直接資源化できる可能性がでてきたという。実現すれば、大量のエネルギーを必要とする濃縮過程を経なくてよくなることになり、地球温暖化抑制にも貢献する技術であるといえる。

研究グループでは今後、この新触媒のCO2捕集能のさらなる向上や、卑金属錯体の利用も視野に入れた上で、実用的な技術へと展開させていきたいとしている

レニウム錯体によるCO2の捕集反応



レニウム錯体がCO2を捕集し、高効率な電気化学反応でCOへ還元するメカニズム



https://news.mynavi.jp/article/20181213-739994/

富山大学大学院理工学研究部の椿範立教授と物質・材料研究機構、中国の厦門大学は共同で、Fischer-Tropsch（FT）合成を用いて、航空機ジェット燃料を直接合成することに成功した。

　FT合成は、合成ガス（一酸化炭素と水素の混合ガス）を用いて軽油あるいは軽質オレフィンを合成する触媒反応。合成ガスは、天然ガス、バイオマス、石炭、可燃性ゴミ、重質油等の広範な原料を熱分解して得られるため、工業的に極めて重要な製造法とされる。

　椿教授らは、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の事業（バイオマスエネルギー技術研究開発、2012年-2016年）において、FT合成によるバイオマスからのバイオジェット燃料製造に取り組んだ。しかし、厳しいジェット燃料基準をクリアするためには多段階の製造プロセスを経なければならず、出口製品コストの高さが課題。合成ガスに代わって二酸化炭素と水素を原料とするジェット燃料製造もFT合成と同じ触媒反応ルートで行われるが、そのステップは複雑だ。

　そのため椿教授らは、FT合成によるジェット燃料の「直接合成」に取り組み、独自のカプセル型触媒によりガソリンを直接合成することに成功した。そこからさらに、触媒設計を見直し、酸点と細孔構造を精密制御したゼオライト上に、希土類元素ランタンと金属コバルトを担持した新たな触媒を開発した。これを用いてFT合成を行うと、ジェット燃料が72％という非常に高い選択率で得られる上、合成ガスのみならず、二酸化炭素と水素を用いても高い反応成績が得られたという。

　さらに、この触媒の担持金属をランタンからセリウムに変えるとガソリンが、カリウムに変えると軽油が合成できることも見出した。このことから、本触媒系は「オンデマンド触媒」として、各種燃料製造に極めて有用と言える。

論文情報：【Nature Catalysis】“Integrated tunable synthesis of liquid fuels via Fischer–Tropsch technology
https://www.nature.com/articles/s41929-018-0144-z



https://univ-journal.jp/23097/

産業技術総合研究所の富永健一研究チーム長らは宇部興産と共同で、木粉から化学品原料を効率的に作る技術を開発した。
化学反応を促す触媒を使い、幹や枝などに含まれる木質繊維をレブリン酸と呼ぶ物質に変える。
１回の工程で合成でき、触媒も安価なアルミニウムなどを使う。間伐材を粉砕した木粉や古紙などから化学品原料を作る用途を想定する。

続きはソースで

日本経済新聞
https://www.nikkei.com/article/DGKKZO34584800U8A820C1TJM000/

水を分解　水素作る触媒開発

＊ソース元にニュース画像あり＊

http://www3.nhk.or.jp/lnews/osaka/2004283571.html
※NHKローカルニュースは元記事が消えるのが早いので御注意を

太陽の光をあてるだけで、水を完全に分解して水素を作り出すことができる
特殊な触媒を開発したと大阪大学のグループが発表しました。
新たなエネルギー源として活用が期待されている水素の可能性を広げる技術として注目されています。

研究を行ったのは大阪大学産業科学研究所の真嶋哲朗教授らのグループです。
グループでは植物が光エネルギーを使って水を酸素と水素に分解する仕組みを参考に
光を吸収しやすい「黒リン」と呼ばれる物質と塗料などに使われる
化学物質を結合させて粉末状の物質を作りました。

そして、この粉末を水に入れて光をあてたところ粉末が光触媒として働き、
水が酸素と水素に分解されることが分かったということです。

光触媒を使って水を分解する技術はこれまでもありましたが、非常に効率が悪く
実用化は難しいとされていましたが、今回の光触媒は光を当てるだけで
水を完全に分解できるということです。

グループではさらに研究が進めば燃料電池など新たなエネルギー源として期待される水素を
効率よく製造する技術につながるとしています。

研究を行った真嶋教授は、
「水素は二酸化炭素を発生させない究極のエネルギー源で、大量かつ
安く作り続けることが重要になってくる。その第一歩となる成果だ」
と話しています。

01/13 08:53