第1部 銅触媒を用いたCO2の高効率メタノール変換技術

(2022年3月4日 10:30〜12:00)

　日本政府が掲げた「2050年に温室効果ガス排出実質ゼロ (ゼロエミッション) 」の目標を達成するため、革新的な技術の開拓が求められている。講演者は、再生可能エネルギーを活用することでCO2をメタノールにアップグレードする固体触媒の開発を行っている。
　本触媒開発の目的は、現在化石資源で賄ってきた燃料・化成品をCO2起源物質に置き換え、持続可能な社会を実現することにある。メタノールが様々な化学物質合成の起点 (たとえば低級オレフィンや芳香族) として有望であることを踏まえると、本触媒開発はCO2からC2以上の有用化合物 (燃料を含む) を合成する試みの足掛かりとして重要である。本セミナーでは、CO2を効率よく変換する固体触媒に必須な要素・技術について、実例を示しながら解説する。

1. メタノール合成の意義と課題
   1. CO2を効率的に燃料・化学品に変換する革新的プロセスの創成
   2. CO2メタン化反応とメタノール合成反応の比較
   3. CO2水素化によるメタノール合成プラント
2. 固体触媒
   1. 触媒とは
   2. 固体触媒の設計
   3. 反応場制御
3. 講演者が行ってきた触媒開発の実際
   1. 反応機構に立脚した触媒の開発:非晶質材料の展開
   2. 工業応用を見据えた触媒の連続合成:火炎噴霧熱分解法
   3. 銅の微細化によるCO2の高効率メタノール変換技術
• 質疑応答

第2部 固体触媒を用いた二酸化炭素水素化による低温メタノール合成

(2022年3月4日 13:00〜14:30)

　CO2をサステナブルな炭素資源とした化成品合成は持続可能社会実現のためのコア技術である。なかでも基幹化学品であるメタノールをCO2の水素化による合成する触媒法は工業的価値が高い。
　本講座では、我々が進めている固体触媒を用いたCO2/H2からの低温メタノール合成の現状について紹介する。触媒探索結果に加えて、様々なキャラクタリゼーションの結果も紹介し、開発触媒の構造や反応機構を考察する。また、データ科学的手法を用いた二酸化炭素水素化用触媒の開発事例についても紹介する。

1. 二酸化炭素水素化による低温メタノール合成の重要性について概説
2. 担持Re触媒を用いた低温メタノール合成
   1. 担持Re触媒の構造解析
   2. 担持Re触媒の低温メタノール合成活性調査
   3. 担持Re触媒上での低温メタノール合成の反応機構解析
3. 担持Pt触媒を用いた低温メタノール合成
   1. 担持Pt触媒の構造解析
   2. 担持Pt触媒の低温メタノール合成活性調査
   3. 担持Pt触媒上での低温メタノール合成の反応機構解析
4. CO2/H2混合ガスによる芳香族化合物のメチル化反応
5. データ科学を用いた二酸化炭素水素化用触媒の開発
   1. 外挿的探索が可能な機械学習手法の開発
   2. 外挿的探索が可能な機械学習手法を用いた触媒開発
• 質疑応答

第3部 二酸化炭素の水素化による低温・低圧メタノール合成触媒の開発

(2022年3月4日 14:45〜16:15)
　カーボンリサイクル技術としてCO2からのメタノールの合成技術の開発が求められている。メタノールは、化学原料としてだけでなく、ガソリン、DME等の燃料への変換も可能である。これまで、銅系触媒開発で膨大な研究蓄積があるが、平衡制約や反応選択性など問題から、反応低温化が課題となっている。
　本講演では、CO2水素化による低温メタノール合成のための触媒開発について紹介する。

1. 固体触媒によるCO2水素化反応
2. 分子触媒を用いたメタノール合成
3. 気固反応中での複核触媒を用いた低温メタノール合成
• 質疑応答