Research Institute for Sustainable Humanosphere

2017(平成29)年度 生存圏科学 ミッション研究 16

研究課題

マイクロ波で駆動する木質バイオマスの再生資源化

研究組織

 代表者 高谷光(京都大学化学研究所)
 共同研究者 樫村京一郎(中部大学工学部)
琛(京都大学生存圏研究所)
三谷友彦(京都大学生存圏研究所)
篠原真毅(京都大学生存圏研究所)
中村正治(京都大学化学研究所)
渡辺隆司(京都大学生存圏研究所)
関連ミッション
  • ミッション2 太陽エネルギー変換・高度利用
  • ミッション4 循環材料・環境共生システム
  • ミッション5 高品位生存圏

研究概要

高谷光: 2017(平成29)年度生存圏ミッション研究 図

メタル化ペプチド触媒の存在下,木質リグニンおよび木粉にマイクロ波を照射分解することによって,木質バイオマスからの化学資源化技術の開拓を目的とした研究を行う。
当研究グループでは既に,メタル化ペプチド触媒と木質リグニンにマイクロ波電界を作用させると,通常加熱では30 ℃,12時間を必要とする分解反応を5分に短縮できることを見出している(図 1)。これは、電界が強調されたマイクロ波照射条件下では分解反応と可溶化が加速され,反応残渣の著しい低減を可能にしたためと思われ,さらに特筆すべきことに,マイクロ波従来加熱と異なる分解生成物質が観測されている。本法は,木質資源をマイクロ波エネルギーにより再生資源化する有効な手段となりえるだけでなく,60年以上その詳細が未知であったマイクロ波電界および磁界の物質へ相互作用する基礎的メカニズムを,分子科学や有機反応をプローブとして解明する画期的な手法を提供するものである。

提案課題では,以下の3点に注力した研究を行う。すなわち,(1)マイクロ波によるリグニン分解反応の最適条件の探索,(2)マイクロ波によるリグニン分解のための新規な触媒の開発,(3)マイクロ波電界による反応加速効果の解明であり,これらの研究によってマイクロ波を利用した木質バイオマスの資源化研究に先鞭をつけたい。

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2017年8月3日作成

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