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【特集】非在来型天然ガスの資源動向とメタン化学変換
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非在来型天然ガスの資源動向
Technology Trends for Unconventional Natural Gas
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伊原 賢((独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構(JOGMEC)石油調査部)
国際エネルギー機関IEA は2011 年6 月,世界が「ガス黄金時代」を迎えたとするレポ
ートを公表した。そのシナリオによれば,世界の天然ガス需要は2035 年に08 年比で62
%も増加するとの予測だ。エネルギー全体の需要が年率1.2 %で増えるなか,天然ガスは
年率2 %と約2 倍の勢いで伸び続け,世界のエネルギー構成での役割が飛躍するとの見
方である。それを支えるのが非在来型天然ガスの存在によってクローズアップされた世界
の天然ガス埋蔵量の急増だ。それについて解説する。
【目次】
1.非在来型天然ガスとは何か,その可能性は? 賦存環境
2.どういった経緯で登場したのか?
3.技術的回収可能資源量の増加
4.環境への影響
5.非在来型が天然ガスの主役になるか?
6.試掘試験始まるメタンハイドレート
6.1 「燃える氷」メタンハイドレート
6.2 活発化するメタンハイドレート研究
6.3 メタンハイドレートの資源量
6.4 メタンハイドレートの生産手順
6.5 第1 回メタンハイドレート海洋産出試験の概要
-------------------------------------------------------------------------
大気圧プラズマを用いたメタンからメタノールの直接合成
Direct Conversion of Methane to Methanol using Atmospheric Pressure Plasma
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野崎智洋(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械物理工学専攻 教授)
長期的なエネルギー資源利用のあり方を考えたとき,化石燃料利用体系の省エネルギー
・省資源化,CO2 排出抑制を実現するための革新的な反応プロセスの開発が不可欠で
ある。われわれは大気圧プラズマを用いて,天然ガスやバイオガスの主成分であるメタンを
高効率に転換するための技術を開発している。本稿では一般的なプラズマ燃料改質の概
要を述べたのち,大気圧プラズマを用いたメタンからメタノールの直接合成を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.プラズマを使った燃料改質
2.1 プラズマの役割
2.2 メタンからメタノールの直接合成:夢の触媒反応
3.実験装置の概要
4.結果および考察
4.1 基本特性
4.2 水素による増感作用
-------------------------------------------------------------------------
メタンを含むバイオガスの低温水蒸気改質による水素製造
Hydrogen Production by Low-temperature Steam Reforming of
Biogas Including Methane
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伊藤直次(宇都宮大学 大学院 工学研究科 物質環境化学専攻 教授)
バイオマスの熱分解ガス化によって生成するバイオガスは,主にCH4,H2,CO,CO2
からなる。このガスを原料にして低温水蒸気改質反応を行うと,水蒸気改質よりもメタン
化が進みやすくH2 が消費され,水素製造をめざす場合には不利になる。このメタン化を
抑えるために,反応分離同時処理が可能なメンブレンリアクターを適用して水蒸気改質反
応を行った。パラジウム膜を用い,もともとバイオガス中にある水素と同時に反応で生成
する水素の分離除去を行うことで,水素製造と分離回収が可能なことを示した。。
【目次】
1.はじめに
2.バイオガスの発生
3.バイオガスを原料とする水素製造の課題
4.バイオガスの低温水蒸気改質反応
4.1 反応平衡組成
4.2 バイオガス中の各種反応
5.メンブレンリアクターによる水素製造回収の促進
5.1 膜を利用した生成物分離と平衡移動
5.2 パラジウムによる水素分離と平衡移動
5.3 実証試験
6.おわりに
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メタンの酸化カップリングによるエチレンの合成
Ethylene Synthesis by Oxidative Coupling of Methane
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関根 泰(早稲田大学 先進理工学部 応用化学科 教授)
田中啓介(早稲田大学 大学院 先進理工学研究科 助手)
天然ガス有効利用の観点から,メタンの酸化カップリングによるC2H4 合成が期待され
ている。本稿では,この反応の概要からこれまでの世界の研究の経緯,現状の課題までを
俯瞰的に取り上げる。また,近年のわれわれのグループのメタン酸化カップリングに対し
ての取り組みについても触れる。
【目次】
1.はじめに
2.メタン酸化カップリング反応の概要
3.これまでの研究開発の状況
4.メタン酸化カップリングにおける現状の課題
5.われわれのグループでの取り組み
5.1 新規La 系触媒開発
5.2 電場印加による低外熱駆動
6.おわりに
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光触媒によるメタン水蒸気改質反応
Photocatalytic Steam Reforming of Methane
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吉田寿雄(名古屋大学 大学院 工学研究科 化学・生物工学専攻 応用化学分野 准教授)
流通反応装置で金属助触媒を添加した光触媒を用いて,常温付近で定常的にメタンと水
から水素と二酸化炭素を得ることができる。この反応は光エネルギーを水素エネルギーに
変換できるので,太陽エネルギー変換にも貢献できる。反応の特徴と光触媒開発における
これまでの研究成果をまとめた。
【目次】
1.はじめに
2.反応の特徴と反応機構
3.光触媒の設計指針の検討
4.おわりに
-------------------------------------------------------------------------
深海底環境からのメタン生成菌の効率的な培養技術
A Cultivation Technique for Uncultured Fastidious
Marine Subsurface Methanogens
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井町寛之((独)海洋研究開発機構 海洋・極限環境生物圏領域
深海・地殻内微生物研究プログラム 深海・地殻内生命圏システム研究チーム
/海底資源研究プロジェクト 地球生命工学研究グループ 主任研究員)
稲垣史生((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ
/海底資源研究プロジェクト 地球生命工学研究グループ 上席研究員)
海底下に生息するメタン生成菌は,天然ガス生産ならびに地球規模での炭素循環にとっ
て重要な微生物である。しかしながら,海底下の微生物は一般的に培養することが困難な
ため,その詳細を調べることができないでいた。本稿では,排水処理技術を微生物の培養
装置として活用することで,海底下からメタン生成菌の培養に成功した研究成果について
紹介する。加えて,海底下メタン生成菌の働きを利用した持続的な炭素循環システムの創
出に向けた筆者らの試みについて紹介する。
【目次】
1.はじめに
1.1 メタン生成菌とは
1.2 海底下のメタン生成菌
2.海底下からのメタン生成菌を培養するための新規培養方法―DHS リアクター培養法
3.DHS リアクターを用いた海底下からのメタン生成菌の培養
4.まとめと今後の展望―持続的な炭素循環システムの創出をめざして
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連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして
chap.3 ポリフェノール―植物の紫外線との戦い
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植物はカルコンによって光酸化防止活性を獲得する
Plants Acquiring Photo-antioxidant Activity by Chalcones
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大勝靖一(工学院大学名誉教授)
植物の紫外線に対する対処化合物の探索で,フェニルプロパノイドではそれを見いだす
ことはできなかった。しかしこれに続く代謝物カルコンで光酸化防止能を獲得することが
初めて確認できた。これは市販の紫外線吸収剤2-ヒドロキシベンゾフェノンと同様の,
カルコンが有する化学構造に由来するものであることがわかった。カルコンの化学構造と
その機能との関連について詳細に記述する。
【目次】
1.はじめに
2.A 環ヒドロキシル基置換カルコンの作用
3.B 環ヒドロキシル基置換カルコンの作用
4.A,B 環ヒドロキシル基置換の2´-ヒドロキシカルコンの作用
5.その他のカルコン類自体
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連載 触媒からみる化学工業の未来(44)
-------------------------------------------------------------------------
今後期待されている触媒
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室井城(アイシーラボ 代表;早稲田大学 招聘研究員;神奈川大学 非常勤講師)
原子移動型ラジカル重合(ATRP)は,制御されたラジカル重合法として展開が期待さ
れている。環境適合型触媒開発においては,元素戦略に沿い,元素代替,元素減量,元素
循環が求められる。これらをめざしたATRP 用鉄触媒について,研究動向とTACN を配
位子とした回収再利用可能な鉄触媒を中心に解説する。
【目次】
1.はじめに
2.工業触媒開発のインセンティブ
3.エネルギー関連触媒
3.1 需要の変化
3.2 天然ガスの利用
3.3 バイオマス原料
3.4 燃料電池
3.5 水素エネルギー
4.化学品関連触媒
4.1 天然ガス利用触媒
4.2 基礎化学品
4.3 機能化学品
4.4 バイオマス
5.環境分野
6.新規触媒
6.1 高機能触媒
6.2 今後の触媒
7.おわりに
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世界の新農薬
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isofetamid / pyflubumide / tolprocarb
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編集部
【目次】
1.殺菌剤isofetamid / イソフェタミド
2.殺ダニ剤pyflubumide / ピフルブミド
3.殺菌剤tolprocarb / トルプロカルブ
-------------------------------------------------------------------------
ケミカルプロフィル
-------------------------------------------------------------------------
L-グルタミン酸ナトリウム
(Monosodium L-glutamate)
-------------------------------------------------------------------------
【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
-------------------------------------------------------------------------
L-シスチン
(L-Cystine)
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
ファインケミカル 2012 年総目次(Vol.41 No.1〜12)
【特集】非在来型天然ガスの資源動向とメタン化学変換
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非在来型天然ガスの資源動向
Technology Trends for Unconventional Natural Gas
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伊原 賢((独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構(JOGMEC)石油調査部)
国際エネルギー機関IEA は2011 年6 月,世界が「ガス黄金時代」を迎えたとするレポ
ートを公表した。そのシナリオによれば,世界の天然ガス需要は2035 年に08 年比で62
%も増加するとの予測だ。エネルギー全体の需要が年率1.2 %で増えるなか,天然ガスは
年率2 %と約2 倍の勢いで伸び続け,世界のエネルギー構成での役割が飛躍するとの見
方である。それを支えるのが非在来型天然ガスの存在によってクローズアップされた世界
の天然ガス埋蔵量の急増だ。それについて解説する。
【目次】
1.非在来型天然ガスとは何か,その可能性は? 賦存環境
2.どういった経緯で登場したのか?
3.技術的回収可能資源量の増加
4.環境への影響
5.非在来型が天然ガスの主役になるか?
6.試掘試験始まるメタンハイドレート
6.1 「燃える氷」メタンハイドレート
6.2 活発化するメタンハイドレート研究
6.3 メタンハイドレートの資源量
6.4 メタンハイドレートの生産手順
6.5 第1 回メタンハイドレート海洋産出試験の概要
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大気圧プラズマを用いたメタンからメタノールの直接合成
Direct Conversion of Methane to Methanol using Atmospheric Pressure Plasma
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野崎智洋(東京工業大学 大学院 理工学研究科 機械物理工学専攻 教授)
長期的なエネルギー資源利用のあり方を考えたとき,化石燃料利用体系の省エネルギー
・省資源化,CO2 排出抑制を実現するための革新的な反応プロセスの開発が不可欠で
ある。われわれは大気圧プラズマを用いて,天然ガスやバイオガスの主成分であるメタンを
高効率に転換するための技術を開発している。本稿では一般的なプラズマ燃料改質の概
要を述べたのち,大気圧プラズマを用いたメタンからメタノールの直接合成を紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.プラズマを使った燃料改質
2.1 プラズマの役割
2.2 メタンからメタノールの直接合成:夢の触媒反応
3.実験装置の概要
4.結果および考察
4.1 基本特性
4.2 水素による増感作用
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メタンを含むバイオガスの低温水蒸気改質による水素製造
Hydrogen Production by Low-temperature Steam Reforming of
Biogas Including Methane
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伊藤直次(宇都宮大学 大学院 工学研究科 物質環境化学専攻 教授)
バイオマスの熱分解ガス化によって生成するバイオガスは,主にCH4,H2,CO,CO2
からなる。このガスを原料にして低温水蒸気改質反応を行うと,水蒸気改質よりもメタン
化が進みやすくH2 が消費され,水素製造をめざす場合には不利になる。このメタン化を
抑えるために,反応分離同時処理が可能なメンブレンリアクターを適用して水蒸気改質反
応を行った。パラジウム膜を用い,もともとバイオガス中にある水素と同時に反応で生成
する水素の分離除去を行うことで,水素製造と分離回収が可能なことを示した。。
【目次】
1.はじめに
2.バイオガスの発生
3.バイオガスを原料とする水素製造の課題
4.バイオガスの低温水蒸気改質反応
4.1 反応平衡組成
4.2 バイオガス中の各種反応
5.メンブレンリアクターによる水素製造回収の促進
5.1 膜を利用した生成物分離と平衡移動
5.2 パラジウムによる水素分離と平衡移動
5.3 実証試験
6.おわりに
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メタンの酸化カップリングによるエチレンの合成
Ethylene Synthesis by Oxidative Coupling of Methane
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関根 泰(早稲田大学 先進理工学部 応用化学科 教授)
田中啓介(早稲田大学 大学院 先進理工学研究科 助手)
天然ガス有効利用の観点から,メタンの酸化カップリングによるC2H4 合成が期待され
ている。本稿では,この反応の概要からこれまでの世界の研究の経緯,現状の課題までを
俯瞰的に取り上げる。また,近年のわれわれのグループのメタン酸化カップリングに対し
ての取り組みについても触れる。
【目次】
1.はじめに
2.メタン酸化カップリング反応の概要
3.これまでの研究開発の状況
4.メタン酸化カップリングにおける現状の課題
5.われわれのグループでの取り組み
5.1 新規La 系触媒開発
5.2 電場印加による低外熱駆動
6.おわりに
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光触媒によるメタン水蒸気改質反応
Photocatalytic Steam Reforming of Methane
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吉田寿雄(名古屋大学 大学院 工学研究科 化学・生物工学専攻 応用化学分野 准教授)
流通反応装置で金属助触媒を添加した光触媒を用いて,常温付近で定常的にメタンと水
から水素と二酸化炭素を得ることができる。この反応は光エネルギーを水素エネルギーに
変換できるので,太陽エネルギー変換にも貢献できる。反応の特徴と光触媒開発における
これまでの研究成果をまとめた。
【目次】
1.はじめに
2.反応の特徴と反応機構
3.光触媒の設計指針の検討
4.おわりに
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深海底環境からのメタン生成菌の効率的な培養技術
A Cultivation Technique for Uncultured Fastidious
Marine Subsurface Methanogens
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井町寛之((独)海洋研究開発機構 海洋・極限環境生物圏領域
深海・地殻内微生物研究プログラム 深海・地殻内生命圏システム研究チーム
/海底資源研究プロジェクト 地球生命工学研究グループ 主任研究員)
稲垣史生((独)海洋研究開発機構 高知コア研究所 地下生命圏研究グループ
/海底資源研究プロジェクト 地球生命工学研究グループ 上席研究員)
海底下に生息するメタン生成菌は,天然ガス生産ならびに地球規模での炭素循環にとっ
て重要な微生物である。しかしながら,海底下の微生物は一般的に培養することが困難な
ため,その詳細を調べることができないでいた。本稿では,排水処理技術を微生物の培養
装置として活用することで,海底下からメタン生成菌の培養に成功した研究成果について
紹介する。加えて,海底下メタン生成菌の働きを利用した持続的な炭素循環システムの創
出に向けた筆者らの試みについて紹介する。
【目次】
1.はじめに
1.1 メタン生成菌とは
1.2 海底下のメタン生成菌
2.海底下からのメタン生成菌を培養するための新規培養方法―DHS リアクター培養法
3.DHS リアクターを用いた海底下からのメタン生成菌の培養
4.まとめと今後の展望―持続的な炭素循環システムの創出をめざして
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連載講座 高活性安定化添加剤の創造と開発をめざして
chap.3 ポリフェノール―植物の紫外線との戦い
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植物はカルコンによって光酸化防止活性を獲得する
Plants Acquiring Photo-antioxidant Activity by Chalcones
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大勝靖一(工学院大学名誉教授)
植物の紫外線に対する対処化合物の探索で,フェニルプロパノイドではそれを見いだす
ことはできなかった。しかしこれに続く代謝物カルコンで光酸化防止能を獲得することが
初めて確認できた。これは市販の紫外線吸収剤2-ヒドロキシベンゾフェノンと同様の,
カルコンが有する化学構造に由来するものであることがわかった。カルコンの化学構造と
その機能との関連について詳細に記述する。
【目次】
1.はじめに
2.A 環ヒドロキシル基置換カルコンの作用
3.B 環ヒドロキシル基置換カルコンの作用
4.A,B 環ヒドロキシル基置換の2´-ヒドロキシカルコンの作用
5.その他のカルコン類自体
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連載 触媒からみる化学工業の未来(44)
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今後期待されている触媒
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室井城(アイシーラボ 代表;早稲田大学 招聘研究員;神奈川大学 非常勤講師)
原子移動型ラジカル重合(ATRP)は,制御されたラジカル重合法として展開が期待さ
れている。環境適合型触媒開発においては,元素戦略に沿い,元素代替,元素減量,元素
循環が求められる。これらをめざしたATRP 用鉄触媒について,研究動向とTACN を配
位子とした回収再利用可能な鉄触媒を中心に解説する。
【目次】
1.はじめに
2.工業触媒開発のインセンティブ
3.エネルギー関連触媒
3.1 需要の変化
3.2 天然ガスの利用
3.3 バイオマス原料
3.4 燃料電池
3.5 水素エネルギー
4.化学品関連触媒
4.1 天然ガス利用触媒
4.2 基礎化学品
4.3 機能化学品
4.4 バイオマス
5.環境分野
6.新規触媒
6.1 高機能触媒
6.2 今後の触媒
7.おわりに
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世界の新農薬
-------------------------------------------------------------------------
isofetamid / pyflubumide / tolprocarb
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編集部
【目次】
1.殺菌剤isofetamid / イソフェタミド
2.殺ダニ剤pyflubumide / ピフルブミド
3.殺菌剤tolprocarb / トルプロカルブ
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ケミカルプロフィル
-------------------------------------------------------------------------
L-グルタミン酸ナトリウム
(Monosodium L-glutamate)
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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L-シスチン
(L-Cystine)
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【目次】
(1) 概要
(2) 毒性
(3) 製法
(4) 生産
(5) 需要
(6) 価格
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ニュースダイジェスト
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海外編
国内編
ファインケミカル 2012 年総目次(Vol.41 No.1〜12)
