Innovative CO2 reduction technology using plasma combined technology

采用等离子组合技术的创新二氧化碳减排技术

基本信息

批准号：
20K19989
负责人：
山崎晴彦
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K19989/
关键词：
非熱プラズマ環境保全二酸化炭素エネルギー変換

项目摘要

令和４年度では、昨年度の結果を踏まえてさらなる効率向上を目的として二酸化炭素の濃縮触媒複合プラズマ処理を行った。具体的には、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅、ゼオライトの４種類を用いて、プラズマリアクタ下流にそれぞれの触媒を設置することで、プラズマ触媒複合効果を期待した。その結果、脱着時のCO2濃度は、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅、ゼオライトそれぞれで、20、19、19、25%となり、ゼオライトはCO2の吸着剤としての役割があるためCO2濃度が増加する結果となった。またゼオライトを用いた際のCO転化率が16%、エネルギー効率が10%であったのに対して、ガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅それぞれCO転化率とエネルギー効率は、16、10%、13、9%，17、11%となり、銅添加アルミナ触媒を用いた結果で効率が最大となった。プラズマ生成時に発生する熱は80度程度であったことから、銅添加アルミナの場合は低い温度で触媒活性が行われたと考えられる。またすべての条件下で、還元によって得られたCOの一部は、さらに原子Cに還元された。検出された原子状Cの割合は吸着剤100 g当たりガンマアルミナ、銅添加アルミナ、銅それぞれで、0.7、0.8、0.7%であった。また触媒100g当たりそれぞれ、0.2、０、0.1%であった。したがって、COの原子Cへの還元を考慮した可能な効率は、11%から117%へと大幅に増加する。特に、銅添加アルミナを使用した場合、これまでの研究よりも高い変換効率とエネルギー効率を達成することができる。

在2022财政年度，考虑到去年的结果，进行了二氧化碳催化剂复合等离子体处理，以进一步提高效率。具体而言，通过使用四种类型的γ氧化铝，铜添加的氧化铝，铜和沸石，将每种催化剂放在血浆反应器的下游，并预期血浆催化剂的复合作用。结果，伽玛氧化铝，铜添加的氧化铝，铜和沸石分别为20、19、19和25％的二氧化碳浓度分别为25％，并且二氧化碳浓度增加，因为沸石的作用是可吸附的二氧化碳的作用。此外，当使用沸石时，CO的转化率和能源效率为16％，能源效率为10％，而当使用γ氧化铝，铜添加的氧化铝和铜时，CO的转化率和能量效率为16、10％，13％，13％，17％，17％和11％，以及效率分别使用时，则使用了copper的效率。由于血浆生成期间产生的热量约为80度，因此人们认为，在铜添加氧化铝的情况下，催化剂活性是在低温下实现的。同样在所有条件下，通过还原获得的一部分CO进一步还原为原子C。检测到的原子C比分别为0.7％，0.8和0.7％，伽马铝，铜添加的氧化铝和每100 g铜的铜分别为ADSORBENT。此外，催化剂分别为0.2、0和0.1％。因此，考虑到将CO减少到原子C的可能效率从11％显着增加到117％。特别是，当使用铜添加的氧化铝时，与以前的研究相比，可以实现更高的转化效率和能源效率。