九大、電力を使ってシュウ酸と水からグリコール酸を連続的に合成する装置を開発

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開発し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。

九州大学は2017年12月13日、同大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所の研究グループが、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たと発表した。

エネルギー密度が高く安定な化合物であるグリコール酸は、貯蔵や輸送が容易なため次世代の燃料として期待されている。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。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う。

今回同研究グループで開発した装置は、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ものだ。シュウ酸は、大気中のCO2を吸収して成長する植物から得ることができる。

同研究グループでは、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ていた。今回の研究では新たに、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。この装置を用いて、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成功した。

この装置により、効率的なグリコール酸の製造が可能になるとともに、再生可能エネルギーで作られる電気エネルギーを貯蔵性や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ことが期待される。

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