CO2水素化によるメタノール合成の反応過程を解明

CO2水素化によるメタノール合成の反応過程を解明

概要

 二酸化炭素(CO2)の排出量は世界で増加し続けており、これを再利用する手段として注目されているのがCO2の水素化によるメタノール合成です。メタノールは今後、エネルギー媒体として、再生可能エネルギーを用いた社会において重要な役割を担うと期待されています。CO2の水素化によるメタノール合成では、銅(Cu)系触媒が用いられますが、反応温度の低温化と転換効率の向上が求められており、そのためには、反応メカニズムを明らかにすることが不可欠です。

 本研究では、触媒の表面上でCO2の水素化が進行する反応メカニズムの概略を明らかにすることに成功しました。Cu(111)というモデル触媒を用いて、①モデル触媒の冷却、②水素原子による反応中間体の水素化、③反応中間体のエネルギー解析、の3つの戦略に基づいたアプローチをとりました。これらの実験結果に基づいて反応過程のエネルギーダイアグラムを作成し、実際の触媒から得られる実験値と合致することが分かりました。また、実験と第一原理計算の結果を解析し、CO2からフォーメート(HCOO)、ジオキシメチレン(H2COO)への水素化が、CO2水素化によるメタノール合成の素過程を構成し、全体の反応速度を決める過程であることを明らかにしました。

 今後、本研究結果に基づいて、フォーメート(HCOO)からジオキシメチレン(H2COO)への水素化過程を加速する触媒や反応システムを構築することで、CO2の水素化によるメタノール合成を低温化し、転換効率を高めることを目指します。

詳細

九州大学プレスリリースをご参照ください。

アジア太平洋カレッジ、ヘブライ大学(イスラエル)と初のCOILを活用したプログラム実施

芸工院プロダクトデザイン研究室×西日本新聞 共同制作漫画を公開!!

関連記事

  1. 計算化学に基づいて巧みに分子設計された超高活性ア…

    ~ 触媒活性の世界最高記録を大幅に更新! ~ ポイント・常温常…

  2. ⽔素と酸素から過酸化⽔素を安全に合成する触媒を開…

    ~ 次世代のエネルギーである⽔素を利⽤した合成反応の開拓 ~ポイント…

  3. 世界最高ミュオグラフィ観測精度を達成

    世界最高ミュオグラフィ観測精度を達成ポイント・世界初海底ミュオグ…

  4. 洋上風力研究教育センター「NEDO先導研究プログ…

    ~大型風洞設備による浮体式風車ウエイク現象の評価技術の研究開発~洋…

  5. ロジウムを凌駕する高耐久性な多元素ナノ合金排ガス…

    ―地金価格9割カットでNOx還元高活性と高耐久性の両立を実現― 京都…

  6. 高分子鎖の新しい吸着機構を発見

    〜接着剤で自動車を組み立て、カーボンニュートラルの実現へ!〜ポイント…

  7. 【4/22開催】GX実現に向けた異分野連携シンポ…

    ~ 併せてALCA-Nextの公募説明会も開催 ~科学技術振興機構(…

  8. 第108回アジア・オセアニア研究教育機構(Q-A…

    九州大学 グローバルイノベーションセンター 早淵百合子 准教授九…