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2016年

研究テーマ

エネルギー・環境【創エネルギー】

500℃以下でエタノールから効率的に水素を製造
500 ℃以下でエタノールから効率的に水素を製造 水蒸気改質によるバイオエタノールからの水素製造●● 自動車燃料に用いる場合とは異なり、50 %程度の含水エタノールを使用可能●● 燃料電池との組み合わせで、 エタノールから効率的にエネルギーを取り出す●●コバルト鉄複合触媒を用いることで、メタン生成を抑制し選択的に水素を製造バイオエタノールの持つエネルギーを効率的に利用バイオエタノール製造で多くのエネルギーを消費する蒸留・脱水過程を簡略化内燃機関に用いる場合よりもバイオエタノールの利用効率を大幅に向上現状バイオマス蒸留糖化・発酵脱水(~95%)(99.5%)無水エタノール100内燃機関27-607-15バイオマス種に依存。高くても10-15%程度本手法バイオマス蒸留糖化・発酵脱水(~50%)含水エタノール(99.5%)100改質75水素FC6048アルコール転換利用スキームとエネルギー変換効率水素エネルギー協会143 回定例研究会「エタノール燃料電池のロードマップについて」(東京農工大学亀山教授)を参考に作成Co-Fe複合触媒による選択的水素製造CoにFeを複合させることによりCOやCO2のメタン化反応を抑制副反応を抑制することで水素の収率が向上400803006020040100200Co:Fe=100:0Co:Fe=95:5: H2,: CO,Co:Fe=90:10: CO2,Co:Fe=80:20: CH4Reaction temperature: 723KEthanol:water molar ratio: 1:6.5エタノール水蒸気改質反応生成物0500Product yields (mol/200mol of carbon atoms)100Carbon conversion (%)Product yields (mol/100mol of ethanol)500Reaction mechanism of ethanol steam reformingCH3CH2OH → CH3CHO + H2CH3CHO + H2O → 2CO + 3H22CO + 2H2O → 2CO2 + 2H2CH3CH2OH+3H2O→2CO2+6H2400300200CH4 production during ethanol steam reforming1000Co:Fe=100:0Outlet gasCo:Fe=95:5: H2,: CO,Inlet gasCo:Fe=90:10: CO2,: CH4Reaction temperature: 723KFlow rates of inlet gas: CO/CO2/H2/N2/H2O=0.16/0.16/0.6/2.2/0.56 [mmol/min]CO及びCO2 メタン化反応生成物Co-Fe触媒の複合比とエタノール水蒸気改質反応生成物及びメタン化反応生成物● 関連技術分野:水素製造、触媒技術、燃料電池● 連 携 先 業 種:製造業(化学)CH3CH2OH + H2 → CH4 + CH3OHCH3CHO + H2 → CH4 + CH2OCO + 3H2 → CH4 + H2OCO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O・CoにFeを5-10%複合させることによりこの過程を抑制