バイオ燃料研究グループ

バイオ燃料研究グループは、化学と化学工学の知識を持つ4人の学生で構成され、廃棄物からバイオ燃料と有用な化学物質を作成するための基礎研究と応用プロセス工学研究の両方を
行っています。    

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クラフトリグニンの触媒水素化分解に及ぼす水素供与体の影響

 

アブラハム・カストロ・ガルシア、IGP A(文部科学省奨学金)D2

リグニンは木材に広く含まれている成分(15〜30%重量)であり、その化学構造はフェノール単位でできた複雑なポリマーです。このリグニンを、現在は石油からしか得られない芳香族化学物質に変換することが可能であり、幅広い用途があります。水素化分解反応は、ニッケル触媒とともにアルコールと水を水素源として使用することにより、リグニンを芳香族化学物質に変換するために使用されます。実験は、さまざまな種類のアルコール、温度、反応時間、およびその他の変数を使用して、バッチ型または爆弾型の反応器で実行されます。生成物は主にバイオオイルで構成され、GC-MSによって分析されます。研究の目的は、リグニンから生成されるバイオオイルの量と質を最適化する変数の組み合わせを見つけることです。

直接脂質抽出を使用することによる廃水スラッジからのバイオディーゼル生産のための脂質回収効率の向上

 

Usman Muhammad、GEDES(MEXT Scholarship)D1

石油燃料の需要と使用の増加は、地下の化石燃料のレベルと環境にも有害です。廃棄物(バイオマス)の管理と利用によって化石燃料に取って代わるバイオ燃料生産への関心が高まっています。バイオディーゼルは、同じ可能性を秘めたさまざまな食用および非食用資源から生産される有望なバイオ燃料の1つです。  石油ディーゼルとして。その原料と前処理のために、それは高いという大きな挑戦を持っています 1リットルあたり4.4ドルから6.0ドルの範囲の製造コスト。下水汚泥は、  高世代で無料で入手できるため、バイオディーゼル生産の潜在的な供給源ですが それでも、乾燥プロセスが50%を超えるという、生産コストという同じ課題があります。私たちの新しいアプローチは、乾燥を排除した直接脂質抽出によってバイオディーゼルを生産することです さまざまな抽出段階を使用することによるプロセスと効率的な脂質回収。

Production of Green Hydrogen from Syngas using Pd-Cu membrane 

Keang Kimleng, M1, IGP-A (MEXT Scholarship), Energy Science and Engineering (Energy Course)

Palladium-based membranes for hydrogen separation from syngas have been studied by several research groups recently. Generally, syngas consists of H2, CO, CO2, CH4, H2S and H2O in various ratios which is a corrosive gas that is produced from gasification of coal or biomass. Impurities such as S, and Cl impurities in syngas adsorb on the Pd membrane surface and are reported to inhibit hydrogen transport across the membrane and block H2 dissociation sites. Consequently, the purity of the hydrogen gas produced is lowered by surface poisoning which also reduces the H2 purifier reliability and operating life. This study aims to investigate Pd60Cu40 hydrogen purifier membrane reliability issues when exposed to syngas including the membrane degradation/regeneration mechanisms. By understanding the membrane degradation/rejuvenation mechanism, longer operating times of the hydrogen purifier are to be expected.
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機械学習を使用したリグニン水素化分解の最適化

 

Liu Yin、M1、IGPA、材料科学および工学部。

リグノセルロースは、植物の乾物を指し、リグニン、ヘミセルロース、およびセルロースで構成されています。リグニンを解重合してバイオオイルを生成するための多くの方法が開発されており、その中でも、水素化分解(水素との反応)により、リグニンベースのバイオオイルが最高の収率で生成されます。しかし、現在、収率と選択性は経済的なバイオ燃料を生産するのに十分です。リグニン水素化分解用の触媒や反応媒体を含む反応条件の最適化が必要です。今日、機械学習は私たちの日常生活だけでなく、科学や研究においても大きな役割を果たしています。情報技術と材料科学を組み合わせることにより、リグニン水素化分解の最適化された条件を正確に見つけることができます。私たちの研究は、機械学習を使用してリグニン水素化分解を最適化する問題を解決することを目的としています。最高の収率、選択性、および最低のコストを特定する反応条件を決定することを期待しています。以前の世界的な高収率リグニン水素化分解の結果を要約するために、機械学習から派生した文献データベースが設定されます。このデータベースを使用して、コンピューターモデリングと機械学習に基づいてシミュレーションが実行されます。最後に、結果を検証し、主要な反応経路を提案するために、複数の実験が実行されます。 

Hydrothermal Treatment of Carbon Negative Urban Waste into Hydro-char and Green Hydrogen

M.M. Harussani, IGP-A (MEXT Scholarship), Research Student

Hydrothermal treatment (HTT) as a promising thermochemical process can convert organic solid wastes (e.g., biomass, plastics, urban) into valuable products (i.e., hydrochar, hydrogen, syngas) at modest temperatures (350–650 °C) and saturated pressures (2–10 MPa). Hydrothermal conversion generally occurs via dehydration, polymerization and finally carbonization reactions. The carbon materials derived from hydrochar and hydrogen-rich gas have high potential in various applications such as solid fuel, supercapacitor, fuel cell, and could potentially substitute fossil fuels  in being carbon-neutral resulting in no net accumulation of CO2 upon combustion.