産業技術総合研究所エネルギープロセス研究部門エネルギー触媒技術グループ

研究概要・RESEARCH OUTLINE

2022年度主要研究課題

NEDO事業

  • カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発/CO2排出削減・有効利用実用化技術開発/液体燃料へのCO2利用技術開発/次世代FT反応と液体合成燃料一貫製造プロセスに関する研究開発
  • 水素利用等先導研究開発事業/炭化水素等を活用した二酸化炭素を排出しない水素製造技術開発/メタン熱分解による水素製造技術の研究開発
  • 水素利用等先導研究開発事業/水電解水素製造技術高度化のための基盤技術研究開発/アルカリ性アニオン交換膜を用いた低コスト高性能水電解装置の開発

グリーンイノベーション基金事業

  • CO2等を用いた燃料製造技術開発プロジェクト/合成メタン製造に係る革新的技術開発/SOECメタネーション技術革新事業

科学研究費助成事業

  • CO2等を用いた燃料製造技術開発プロジェクト/合成メタン製造に係る革新的技術開発/SOECメタネーション技術革新事業

民間受託・技術コンサルティング・助成金等 8件

研究テーマ:再エネ由来電力を利用した液体合成燃料製造プロセスの研究開発

研究目的

CO2を原料に再エネ由来の水素や電力と合成技術を組み合わせることで、自動車のガソリンや軽油、ジェット燃料といった内燃機関向けの液体化石燃料を代替可能な液体合成燃料を高効率に一貫製造する技術を開発し、持続可能社会の実現に貢献します。

研究内容

  • FT合成およびゼオライト触媒を組み合わせた高活性ハイブリッド触媒の開発
  • 共電解およびFT合成を組み合わせた一貫製造プロセスの開発

主担当

望月 剛久

資金元

NEDO事業(カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発/CO₂排出削減・有効利用実用化技術開発/液体燃料へのCO2利用技術開発/次世代FT反応と液体合成燃料一貫製造プロセスに関する研究開発)

研究テーマ:メタンの熱分解による水素製造技術の研究開発

研究目的

① 二酸化炭素を排出しない水素製造技術として、「触媒を用いた熱化学的メタン分解による水素製造プロセス」を開発し、水素導入量拡大に貢献します。
② 水素製造プロセスに関する個別要素技術開発として、「メタン熱分解システムに適した触媒および反応器開発」を実施しています。

研究内容

  • メタン熱分解に適した触媒の研究開発
  • 触媒開発と連動したメタン熱分解用反応器の研究開発

主担当

陳 仕元

資金元

NEDO事業(水素利用等先導研究開発事業/炭化水素等を活用した二酸化炭素を排出しない水素製造技術開発/メタン熱分解による水素製造技術の研究開発)

粉末触媒

流動層触媒

流動層触媒

反応前

反応後

研究テーマ:アニオン交換膜(AEM)型水電解水素製造技術の開発

研究目的

AEM型水電解装置は安価かつ高性能な水素製造技術として期待されています.そこで当グループでは,非貴金属系材料に着目したAEM水電解装置用電極触媒の開発を行っています.

研究内容

  • AEM水電解装置用電極触媒

主担当

舘野 拓之

資金元

NEDO事業(水素利用等先導研究開発事業/水電解水素製造技術高度化のための基盤技術研究開発/アルカリ性アニオン交換膜を用いた低コスト高性能水電解装置の開発)

AEM型水電解装置の概略図
AEM型水電解用電極触媒

研究テーマ:燃料合成プロセスのための触媒開発

研究目的

水、二酸化炭素、再生可能エネルギー由来の電力から高いエネルギー効率で燃料を製造するための触媒を開発し、カーボンニュートラルの実現に貢献することを目指します。

研究内容

  • 燃料合成用触媒の開発
  • 触媒の活性制御
  • 触媒反応機構の解析

主担当

堀口 元規

資金元

グリーンイノベーション基金事業(CO2等を用いた燃料製造技術開発プロジェクト/合成メタン製造に係る革新的技術開発/SOECメタネーション技術革新事業)

研究テーマ:新規アンモニア合成プロセスのための触媒の開発および評価

研究目的

従来のアンモニア合成法であるハーバー・ボッシュ法は化石資源由来の水素と空気中の窒素とを高温・高圧の条件で反応させてアンモニアを合成しているため、多量のCO2を排出しています。当グループでは、アンモニア合成時のCO2排出量を削減するために、再生可能エネルギー由来の水素と窒素とから、低温・低圧条件でアンモニアを合成するための触媒の開発を行っています。

研究内容

  • 低温・低圧条件で高活性が発現するアンモニア合成触媒の開発
  • In situ分析等による触媒の構造解析および活性発現機構の解明

主担当

西 政康

資金元

科研費(若手研究)

研究テーマ:微粒子の特性制御に基づくプロセスの高効率化

研究目的

微粒子は様々な場面で登場します。微粒子の形状やサイズ、付着性などの特性を制御することで、熱化学プロセスなどの高効率化に貢献することを目指します。

研究内容

  • 微粒子材料の合成
  • 高温条件での微粒子特性の評価と制御
  • 触媒プロセスへの応用

主担当

堀口 元規

資金元

共同研究、財団助成金

乾燥状態の粒子
液体中に分散させた粒子

研究テーマ:経済的な電解水素製造技術の開発

研究目的

低炭素化社会実現のためは,大量の安価な水素が不可欠です.そこで当グループでは,低コストで経済性の高い電解水素製造のための触媒およびプロセス開発を行っています.

人工光合成用の光触媒を塗布した電極

研究内容

  • 未利用資源活用による低コストな有用化学品と水素の同時製造プロセス
  • 人工光合成技術に基づく水素製造技術
人工光合成用の光触媒を塗布した電極

主担当

舘野 拓之

資金元

産総研予算

未利用資源利用の概念図

研究テーマ:高品質バイオディーゼル燃料製造技術の開発

研究目的

バイオディーゼル燃料の課題である酸化安定性の向上を行うため、酸化されやすい多不飽和成分を選択的に低減する部分水素化技術を産総研独自に開発しました。現在、主にタイ国と協力し、本技術の実用化に向け取り組んでおります。

研究内容

  • 高活性部分水素化触媒の開発
  • 連続式部分水素化反応プロセスの開発

主担当

望月 剛久、陳 仕元

資金元

産総研予算

バイオディーゼル製造
パイロットプラント
(1.0 ton/day)
H-FAME製造(バイオディーゼル改質)
プラント
(100 L/バッチ)