世界初、グリコール酸を連続的に合成

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世界初、電力のみを使ってシュウ酸からグリコール酸を連続的に合成する装置の開発に成功
~貯蔵や輸送が容易な次世代燃料の実用化に期待~

平成29年12月13日

九州大学
科学技術振興機構(JST)

九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所(WPI-ICNER)の貞清 正彰 助教、秦 慎一 学術研究員(当時)、東 学 テクニカルスタッフ、山内 美穂 教授の研究グループは、カルボン酸であるシュウ酸と水から電力を使ってアルコール様物質であるグリコール酸を連続的に合成する装置の開発に成功しました。

グリコール酸はエネルギー密度が高く安定な化合物であり、貯蔵や輸送が容易な次世代の燃料として期待されています。また、ピーリング剤や生分解性ポリマーの原料として工業的にも広く使われている物質です。一方、シュウ酸は大気中のCOを吸収して成長する植物から得ることができます。従来のグリコール酸の合成プロセスは、高温高圧条件を必要とするか、環境汚染物質となる有機物や塩の排出を伴います。本研究では、電力のみを使ってシュウ酸からグリコール酸を連続的に製造する装置の開発に成功しました。この技術により、効率的なグリコール酸の製造が可能になるだけでなく、再生可能エネルギーによって作られる電気エネルギーを貯蔵性および輸送性に優れたグリコール酸に直接的に貯められるようになると期待されます。同研究グループは、これまでに、二酸化チタン触媒がシュウ酸からの電気化学的なグリコール酸合成に有効であることを発見しました。本研究では、新たに基質透過性を持つ膜―電極接合体とそれを使った、固体高分子型グリコール酸電解合成装置を作製し、この装置を用いることで、不純物を添加せずにシュウ酸からグリコール酸を連続的に製造することに世界で初めて成功しました。

本研究の主たる成果は、科学技術振興機構 CREST 研究領域「再生可能エネルギーからのエネルギーキャリアの製造とその利用のための革新的基盤技術の創出」(課題番号:JPMJCR1542、研究課題:ナノハイブリッド材料創製に基づくクリーンアルコール合成システムのデザインと構築、研究代表者:山内 美穂)の支援により得られたものです。

本研究成果は、2017年12月12日(火)に国際科学誌Natureの姉妹紙であるオンラインジャーナル『Scientific Reports』で公開されました。

<研究者からひとこと>

電気エネルギーを化学エネルギーとして物質に貯蔵する研究は、今後、太陽光や風力などの再生可能エネルギーの利用拡大とともに重要となる技術です。カルボン酸は生物由来の物質に多く含まれており、自然界に多量に存在しています。今後はさまざまな電極触媒や合成装置を開発することにより、より高効率にさまざまな物質にエネルギー貯蔵が可能となるようにさらに発展させていきます。

<参考図>

図 本研究で開発された固体高分子型アルコール電解合成装置の概略図

陰極上でのカルボン酸の還元によりアルコールが生成する。

<お問い合わせ先>

<研究に関すること>

教授 山内 美穂
助教 貞清 正彰
九州大学 カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所
Tel:092-802-6686 Fax:092-802-6874
E-mail:、 

<JST事業に関すること>

中村 幹(なかむら つよし)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーショングループ
Tel:03-3512-3531 Fax:03-3222-2066
E-mail:

<報道に関すること>

九州大学 広報室
Tel:092-802-2130  Fax:092-802-2139
E-mail:

科学技術振興機構 広報課
Tel:03-5214-8404 Fax:03-5214-8432
E-mail:

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