フライアッシュと籾殻から調製したゼオライト/メソポーラスシリカ複合材料によるCO2メタン化
CO2 Methanation on Zeolite/Mesoporous Silica Composites Prepared from Fly Ash and Rice Husk
石炭フライアッシュと籾殻から、異なる比率のNaXおよびNa-LTAゼオライトとメソポーラスシリカを含む複合材料が合成され、NiとMnで修飾された。得られた触媒は、XRD、TEM、EDS、N2吸着、TPR-TGA、XPSで特性評価された。NiおよびNiMn含有触媒では、微細分散したNi、Feスピネルナノ粒子の形成が確認され、Mnの存在はNiの分散に好影響を与えた。ゼオライト相やメソポーラスシリカ相の含有量を含む支持体の組成は、CO2をメタンに水素化するための触媒活性金属種の形成に影響を与える。還元触媒では、Fe0およびFeNi3結晶相の形成が検出された。さらに、粉末支持体を金属前駆体で修飾する前に、触媒をマクロ構造化するために3Dプリンティング技術が適用され、触媒性能の向上が目指された。Fe0およびFeNi3相分散の安定化は、長期的な触媒性能に有益であることが示された。3Dプリント触媒は、粉末触媒と比較して、外部幾何学的表面積あたりのCO2消費率が高いことが実証された。
- 石炭フライアッシュと籾殻からゼオライト/メソポーラスシリカ複合材料を合成し、NiおよびMnで修飾した触媒がCO2メタン化に有効であることを実証した
- 3Dプリンティングによる触媒のマクロ構造化により、粉末触媒と比較して外部幾何学的表面積あたりのCO2消費率が向上した
- Fe0およびFeNi3結晶相の形成が還元触媒で確認され、長期的な触媒性能安定化への寄与が示された
石炭フライアッシュと籾殻という廃棄物由来原料からゼオライト/メソポーラスシリカ複合触媒を合成し、CO2メタン化を実証した点は、廃棄物の価値化とCO2有効利用(Power-to-Methane)の両面で投資関心に値する。特に3Dプリンティングによる触媒のマクロ構造化で外部表面積あたりのCO2消費率が向上した点は、産業スケールでの触媒性能改善につながる有望な技術進展であり、炭素循環型エネルギー関連スタートアップや触媒材料ベンダーにとって注目すべき成果。ただし、研究段階であり商業化までの距離は長い。