研究の内容

炭素資源中の窒素（Fuel-N）は燃焼時にNO_xやN₂Oとして排出され、また、高温ガス化では主にNH₃に変化し後段のガス燃焼時のNO_xソースとなる。本研究では、燃焼やガス化の前段の熱分解過程においてFuel-Nを無害なN₂に変換する方法の開発に取り組み、イオン交換法で担持したCaイオンは熱分解時にCaOナノ粒子に変化し、N₂生成に触媒作用を示すことを見出した。
また、褐炭中に元々含まれるFeイオンや褐鉄鉱中に多く存在するFeOOHは加熱過程で容易に金属鉄ナノ粒子となり、この触媒上でNH₃、ピリジン、ピロールの分解反応を行うと、N₂が選択的に生成することを見出した。このような含N種は石炭ガス化で生成する粗ガス中に含まれるので、これらの化合物の除去を目的とした新しい高温ガス精製法の開発への展開を図っている。

社会実装への可能性

• ・Fuel-Nの事前無害化除去
• ・ホットガスクリーンアップ
• ・炭素資源変換
• ・環境浄化反応
• ・コプロセッシング
• ・SDGsのGoal7、Goal9、Goal13等への貢献

産業界や自治体等へのアピールポイント

金属・金属酸化物ナノ微粒子が、バルク粒子とは異なる性質を持ち、高い反応性や特異な触媒能を示すことは周知のことである。当研究室では、炭素表面に高分散させたナノ微粒子等を用いて、炭素資源変換（石炭やバイオマスの低温ガス化など）や環境浄化反応（悪臭物質の除去など）を効率よく進める技術の確立にも取り組んでいる。