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エネルギー触媒技術    
[コードNo.10STA064]

■監修/ 室井高城(アイシーラボ)
■体裁/ B5判上製本 303ページ
■発行/ 2010年 11月 29日 S&T出版(株)
■定価/ 64,800円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-010-5
 
★触媒技術による『省エネルギー対策』 『非在来型エネルギーの利用』 『再生可能エネルギーの利用』
★最新のエネルギー対策技術についてまとめた技術企画・開発現場で役立つ1冊

書籍趣旨

 火を使い始めた人類にとってつい最近までエネルギーは無尽蔵のものと思われていた。しかし, 我々の用いている化石資源は太陽エネルギーによって何億年もかかって生成されたものである。これらの化石資源は今後100年もすると我々人類は完全に使い切ってしまうことが明確になってきた。更に化石資源を使い切る以前に地球温暖化ガスである炭酸ガスの濃度が上がり地球上で異常気象をもたらされると考えられる。現在, エネルギー資源の問題は有史以来人類に与えられた最大の課題となった。これらの問題を解決するには短中期的には徹底した省エネルギー対策と非在来型エネルギーの利用, 長期的には太陽エネルギーの利用を含む再生可能エネルギーの利用が必須である。
 触媒はこれらの問題を解決する極めて重要な手段である。
 本書籍は触媒を用いた最新のエネルギー対策技術についてまとめた1冊です

著者

室井高城アイシーラボ
高橋武重鹿児島大学名誉教授
藤元薫北九州市立大学
武石薫静岡大学
朝見賢二北九州市立大学
平野勝巳日本大学
関浩幸JX日鉱日石エネルギー(株)
馬場俊秀東京工業大学
冨重圭一東北大学
白井誠之(独)産業技術総合研究所
岡田治(株)ルネッサンス・エナジー・リサーチ
吉武優旭硝子(株)
山中一郎東京工業大学
石原達巳九州大学
五十嵐哲工学院大学
岡田佳巳千代田化工建設(株)
秋鹿研一放送大学
斉藤泰和(株)新エネルギー研究所
原田亮長岡技術科学大学
小貫薫(独)日本原子力研究開発機構
高田剛東京大学
堂免一成東京大学

目次

1章 今後のエネルギー触媒技術

1世界のエネルギー需要
1.1エネルギー需要予測
1.2エネルギー需要の増加する地域
1.3米国のエネルギー需要予測
2エネルギーの供給
2.1石油と天然ガスの埋蔵量
2.22030年の液体燃料
2.3原油価格
2.4非在来型液体燃料
3日本のエネルギー需要
3.12030年の需要予測
3.2日本のエネルギーの用途別需要
4世界の発電原料
5世界のエネルギー起源CO2排出量削減対策
6触媒に期待されている役割
6.1新エネルギー
6.2省エネルギー
6.3CO2削減
6.4石炭の利用
6.5再生可能エネルギー
6.6バイオマス
6.7太陽光
7期待されている触媒技術

2章 超重質油の利用にむけた触媒の開発

1節超重質油脱硫触媒
1油種による処理法の戦略
2超重質油の水素化脱硫の特徴
3好ましい触媒の特徴
3.1活性劣化に及ぼす触媒細孔径の影響
3.2脱メタル触媒の活性成分の含量
4ガード反応器の温度制御と活性劣化
2節超重質油のアップグレーディング
1背景
2アップグレーディングの定義
3超重質油
3.1現状の重質油
3.2オイルサンド
4アップグレーディングの実際
4.1アップグレーディングの方法
4.2炭素除去
4.2.1ディレードコーキングプロセス
4.2.2フレキシコーキングプロセス
4.2.3ビスブレーキングプロセス
4.2.4ユリカプロセス
4.2.5接触分離プロセス
4.3接触分解
4.3.1残油処理(RFCC)
4.3.2残油処理の問題点
4.3.3残油処理対策
4.4水素化分解
4.4.1H-Oil プロセス
4.4.2LC-Fining
4.4.3HYCON プロセス
5オイルサンド
6ガス化
6.1アスファルトからの燃料製造(ATL)

3章 天然ガス変換触媒の開発

1節GTL触媒の開発
1天然ガスのエネルギー化とGTL技術とは
2合成ガスの製造
2.1耐コーキング触媒の開発
2.2接触部分酸化
3フィッシャー・トロプシュ合成(FTS)
4フィッシャー・トロプシュ合成プロセス
4.1気相反応
4.2液相反応
4.3超臨界相(supercritical phase)反応法
4.4イソパラフィン(isoparaffin)、LPGの合成
5メタノール合成
6DME(ジメチルエーテル)合成
7LPG合成
2節DME 製造触媒
1DME に関して
2DME の製造に関して
3バイオDME に関して
4DME 製造触媒に関して
4.1メタノール脱水触媒
4.2DME 直接合成法(一段法)に用いる触媒
5ゾル−ゲル法で調製したCu-Zn/Al2O3触媒に関して
3節LPG合成触媒
1直接法(合成ガスからのLPG合成)
2半間接法(メタノール/DMEからのLPG合成)

4章 石炭の液化触媒の開発

1節石炭液化触媒
1経緯
2触媒作用
3活性形態
4日本における研究
4.1NEDOL プロセス
4.2BCL プロセス
5最近の研究
6今後の展開
2節FT 合成用触媒
1Co 触媒
1.1触媒調製
1.2還元活性化
1.3添加物の効果
1.4触媒劣化
2鉄触媒

5 章 バイオマス利用触媒の開発

1節軽油系バイオマス燃料
1軽油のエネルギー密度とCO2排出量
2油脂とアルコールからのバイオディーゼル製造
2.1バイオディーゼルの定義
2.2バイオディーゼル燃料の合成法
2.2.1均一系酸および塩基触媒
2.2.2有機金属触媒
2.2.3固体酸・固体塩基触媒
2.3グリセリンからメタノールの合成
2.4バイオディーゼル燃料の性状
2.4.1バイオディーゼルの酸化安定性
3油脂の水素化処理による燃料油の製造
3.1水素化処理油の性状
4油脂の分解反応
5非水素共存下での脱酸素反応による軽油燃料の製造
2節木質バイオマスからの水素・合成ガス製造:ガス化と水蒸気改質
1空気によるガス化
1.1ガス化触媒の開発と触媒の役割
1.2バイオマスのガス化に活性な触媒とは?
1.3Rh/CeO2/SiO2 触媒の実バイオマスのガス化への適用可能性
1.4流動層反応器の役割について
2水蒸気改質
2.1熱分解タールの水蒸気改質
2.2CeO2添加Ni 触媒
2.3微量Pt 添加による機能発現
2.4MgO 添加による機能発現
3節リグニンの超臨界水ガス化触媒反応
1超臨界水ガス化
1.1超臨界水の特長
1.2超臨界水場でのガス化反応
2超臨界水ガス化触媒反応
2.1ガス化実験と分析
2.2超臨界水によるオルガノソルブリグニンのガス化
2.3水密度の影響
2.4硫黄の影響
2.5担持ルテニウム金属触媒の高機能化

6章 燃料電池用触媒の開発

1節燃料電池用改質システムと触媒
1燃料電池の種類と使用可能燃料
2燃料と改質システム
3燃料電池用天然ガス改質システム
3.1既存の水素製造用触媒技術の問題点
3.2燃料電池用改質触媒技術の適用
3.3CO 除去触媒
4PEFC 用天然ガス改質装置の開発状況
5自動車分野における改質技術の新展開
5.1Cu-Zn 触媒によるメタノールとDME の水蒸気改質反応
5.2高性能DME 改質触媒
5.3燃料電池自動車向けオンボードDME 改質システムの開発
6車載式水素供給システムの比較
2節PEFC用触媒
1空気極用触媒
1.1はじめに
1.2低白金化技術
1.2.1耐酸化性担体
1.2.2担持方法
1.2.3コアシェル型触媒
1.3非白金系
1.3.1錯体・酵素系
1.3.2カーボンアロイ(CAC、carbon alloy catalyst)
1.3.3酸化物系他
2水素極用触媒
3アイオノマ分散解析
3節SOFC用触媒
1固体酸化物形燃料電池
1.1固体酸化物電解質
1.2アノード
1.3カソード
2炭化水素燃料を利用可能とするSOFC
2.1内部改質型SOFC
2.2部分酸化型SOFC
2.3炭化水素直接酸化型SOFC
2.4サーメットアノードによる炭化水素直接酸化
2.5導電性酸化物アノード
2.6触媒添加酸化物アノード
4節金属−空気二次電池用触媒
1空気電池の歴史とLi- 空気二次電池の現状
2Li- 空気二次電池の空気極触媒

7章 水素エネルギー用触媒の開発

1節水素製造
1水素製造プロセスの概要
2水蒸気改質プロセス
2.1脱硫工程
2.2改質工程
2.3CO変成工程
2.4精製工程
3一次改質器に用いられる触媒の問題点
3.1拡散律速
3.2触媒の劣化
4メタノールの水蒸気改質
5最近の水素製造のための触媒技術と反応システムの動向
2節有機ケミカルハイドライド法水素貯蔵輸送システムにおける触媒技術
1水素サプライチェーン構想
2有機ケミカルハイドライド法水素貯蔵輸送システム
2.1システムの概要
2.2水素貯蔵密度
2.3ハイドライド種の選定
2.4開発動向
2.5水素供給コスト
3本システムにおける触媒技術
3.1水素化工程
3.2脱水素工程
3節アンモニアによる水素貯蔵
1アンモニア燃料:脱石油時代の切り札
1.1次世代燃料と考える理由
1.2フィージビリティスタディの例
1.3水素でなくアンモニアである必要性
2アンモニア時代への学術的備え
2.1多量、多岐の流通を想定した問題発掘
2.2アンモニア貯蔵法研究の意義
2.3アルカリ土類ハロゲン化物の利用
2.4実用化研究への期待

8章 ケミカルヒートポンプと水素貯蔵用触媒の開発

1ケミカルヒートポンプのための2-プロパノール脱水素触媒
1.1回分法による2-プロパノール液相脱水素触媒反応
1.2流通法による2-プロパノール脱水素反応と触媒の過熱液膜状態
2水素貯蔵のための脱水素芳香族化触媒
2.1回分法によるナフテン液相脱水素触媒反応
2.2流通法によるナフテン液相脱水素触媒反応
3脱水素触媒反応の関わるエネルギーシステム
3.12-プロパノール/アセトン系ケミカルヒートポンプ
3.2メチルシクロヘキサン/トルエン系水素貯蔵

9章 原子力関連触媒の開発

1節原子力関連触媒
1放射光を利用した水からの水素及び酸素の製造に光触媒
1.1光触媒による水素製造の原理
1.2放射光を利用した光触媒による水素及び酸素の製造方法
2水素・酸素を再結合触媒
2.1触媒式水素・酸素再結合装置
2.2触媒燃焼反応阻害物質の影響評価
3原子力発電で発生する熱を利用した高温水素製造触媒
3.1高温水蒸気電解技術
3.2酸化物イオン伝導性とプロトン伝導性
3.3研究の動向
3.4化石燃料を利用した開発動向
2節高温ガス炉による水素製造と触媒
1原子力機構における高温ガス炉水素製造技術開発
1.1高温ガス炉
1.2熱化学水素製造法
2IS プロセスと触媒
2.1ヨウ化水素分解
2.1.1気相接触分解
2.1.2液相分解
2.1.3生成物の選択的分離によるHI 分解率促進
2.2三酸化硫黄分解

10章 CO2リサイクル触媒

1CO2リサイクルシステムの確立
2ドライリフォーミング
3CO2 によるメタノール合成
3.1CO2 と水素からのメタノール合成
3.1.1メタノール合成反応
3.1.2メタノール合成触媒
3.1.3実証パイロットプラント
3.1.4懸濁床プロセス
3.1.5均一系反応
3.2CO2とメタンからのメタノール合成
3.2.1メタンの熱分解
3.2.2ドライリフォーミングとメタノール合成の組み合わせ
4CO2 によるDME の合成
5CO2 からCO の製造
6CO2 リサイクル

11章 光触媒による水の分解

1光触媒による水分解の原理
2様々な光触媒材料
3可視光応答性金属酸窒化物光触媒
3.1可視光応答型遷移金属オキシナイトライド
3.2レドックス媒体を用いたZ-スキームによる水分解
3.3典型金属オキシナイトライドによる可視光水分解



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