奨励賞（新日本石油・新日本石油精製賞）

酸素欠陥利用による炭化水素改質反応用触媒の機能向上に関する研究

　

　永岡氏は，天然ガスからの合成ガス製造および炭化水素からの燃料電池用水素の製造において重要とされる改質反応ための担持金属触媒の開発を行い，特に担体の特性を活用することにより，失活抑制やスタートアップに関連する機能の向上を目指した研究において優れた業績を挙げてきた。同氏の研究は，天然ガス中に混在する炭酸ガスを利用した液体燃料への変換におけるキーテクノロジーであるメタンの炭酸ガス改質反応時の課題である炭素析出抑制と，炭化水素の酸化的改質による燃料電池用水素の製造において室温からの迅速駆動機能を付与したプロセス構築の実現を目指したものである。同氏は，酸化物担体の酸素欠陥を利用して高機能触媒を開発し，その機能発現の機構を明らかにしており，具体的には以下の研究業績を挙げている。
　メタンの炭酸ガス改質反応において，Pt/ZrO₂触媒では，ZrO₂に生成した酸素欠陥で活性化した二酸化炭素が炭素析出を抑制することを明らかにした。またCo/TiO₂触媒においては，TiO₂担体の結晶相に注目し，高圧条件ではPt/ZrO₂と類似した機構で酸素欠陥が生成しやすく，金属−担体の相互作用が強いルチル型が炭素析出抑制に有効であることを見出すと同時に，常圧条件では適度な金属−担体相互作用をもったアタナーゼ型が有効であることも見出した。さらに，水素還元したRh/CeO₂およびRh/Ce_0.5Zr_0.5O₂触媒によるn- ブタンの酸化的水蒸気改質反応では，常温で炭化水素と酸素の混合ガスを供給するだけで還元により生成した担体の酸素欠陥の酸化がもたらす発熱によって，触媒が酸化的改質反応の開始温度まで自己加熱されるため，瞬時に室温からの駆動が可能であることを示した。
　以上の研究成果は，現在，環境・資源などの視点から注目されている天然ガスの炭酸ガス改質反応やより高級な炭化水素の改質反応における触媒プロセスの開発に対して明確な指針を与えるものであり，本会表彰規程第12条に該当するものと認められる。

 

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