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韓国エネルギー研、環境親和的で簡単な高性能触媒製造技術を開発

ナノ物質の合成自動化に利用可能


大徳所在の韓国エネルギー技術研究院(クァク・ピョンソン院長)は同研究院清浄燃料研究室のパク・チチャン博士研究チームが低コストで高性能の固体触媒を製造する技術を開発し、これを利用して民間企業と自動化触媒合成装置を開発したと1月24日に発表した。

研究チームの開発した技術は水和した金属塩の低い熔融点を利用する溶融含浸工程に基づく高性能固体触媒合成技術。本技術は既存の複雑な触媒合成法に比べて過程が簡単なうえ高性能の触媒を得られる。

固体触媒は自動車、燃料電池、医薬などの産業に広く利用されており主に共沈法、湿式担持法によって作られる。しかし有害な溶媒を使用したり触媒合成後にも廃溶液が発生するのが問題だった。活性の高いナノ触媒または複雑な合成過程と高い製造価格、低い再現性により商用化には限界があった。

研究チームはこうした問題を解決するために固体触媒の合成に必要な金属塩を有害な溶媒を使用せずに支持体に溶かして均一に含浸できる熔融含浸工程を開発して工程条件と触媒活性化の条件を最適化することに成功した。触媒製造の過程を単純化して有害な溶媒の使用をなくし簡単な方法で環境親和的な触媒を製造することが可能。

この工程で合成された金属触媒は既成の触媒に比べて金属ナノ粒子が5〜10%多く含有されている。一般的に触媒内の金属ナノ粒子の比率が高いほど触媒の生産性が高まる反面、安定性は落ちる。だが、研究チームの開発した触媒は相対的にナノ粒子の比率が高く反応性と安定性に優れており活用時の生産性が改善されている。

研究チームは本技術をもとに民間企業ハイゼン社と自動化触媒合成装置を開発することにも成功した。研究チームの開発した自動化触媒合成装置は触媒製造時に必要な熟成(Aging)、加熱(Heating)、焼成(Calcination)の過程を前もって設定された値に合わせて自動的に進められる装置。例えば電気炊飯器で白米、雑穀の炊き方を選ぶように設定値さえ変えれば非専門家も容易に触媒を合成できる。

研究に当ったパク・チチャン博士は「今後は固体触媒だけでなく吸着剤など多様なナノ物質の合成にも自動化技術を応用できるようになるだろう。物質の多様な製造法はビッグデータとして提供できると思う」と話している。

本技術は「2017大韓民国知識財産大典」で特許庁長賞を受賞した。





[2018-01-29]

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