報告書番号

V13006

タイトル（和文）

二酸化炭素変換に関わる触媒技術の動向

タイトル（英文）

The trend of catalyst technologies related to carbon dioxide transformation

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

地球温暖化対策の一環として、二酸化炭素の回収・隔離技術に加え、触媒反応により有用な化合物へと変換する技術（二酸化炭素変換技術）が近年注目されている。現在、種々の触媒反応が開発され、様々な化合物への変換が可能になってきている。これらの二酸化炭素変換技術の評価には、変換後の化合物の用途や量などを考慮した実用面からの可能性や、変換に必要とされる触媒の反応効率などの技術面からの体系的な整理が必要となっている。本稿では、二酸化炭素変換技術の開発状況を調査し、変換が期待される有用な化合物の選定を行うとともに、変換に用いる触媒開発の課題を抽出した。約200件の学術論文、特許情報、政府資料を調査した結果、変換後の化合物に着目することで二酸化炭素変換を大きく３分類でき、各々の利用可能性と課題が明らかになった。また、大規模排出源への適用を想定し、C1化合物であるメタノールの合成を基軸とした、エチレン、プロピレン、アクリル酸類への変換が、有用な反応として抽出された。今後これらの反応を低エネルギーで達成する金属錯体触媒開発が重要になると考えられた。

概要 （英文）

Carbon dioxide transformation recently attracts much attention as a future reduction method for global warming, regarding carbon dioxide as a useful feedstock. Catalyst plays a significant role in the high efficiency and the low energy requirement of the reactions. Novel catalytic conversions of carbon dioxide have been developed by many government projects, and now taken more notice. In this paper, I have investigated the trend of catalytic reactions related to carbon dioxide utilization, covering academic papers, patents and projects in order to extract some problems to be addressed.
Focused on the oxidation state of products, carbon dioxide transformations are divided into three major groups as carbonic acid derivatives, carboxylic acid derivatives and C1 compounds. These three product groups have relation to the intended uses and challenges: The syntheses of carbonic acid derivatives are applied to the polymer materials, and are desired more broad compounds. The syntheses of carboxylic acid derivatives are expected to be applied to fine chemicals, and should be developed the catalysis using inexpensive reductant. The conversions to C1 compounds are desired higher catalytic efficiency for future large scale applications.
Given the future applications in large scale emission source, I concluded that following two reactions, transformation to methanol by catalytic hydrogenation, and transformation to acrylic acid derivatives through an additional reaction with ethylene or propylene, are remarkable processes that fulfill large scale conversion for valuable compounds and intrinsic carbon dioxide fixation.

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