WATANABE LABORATORY / RESEARCH
Research
in motion.
触媒・反応場・エネルギー供給・物質循環を横断し、分子変換をプロセスへつなげます。
CATALYSISJOULE HEATING · e-DRM
01 / ELECTRIFIED CATALYSIS
電気で、反応場そのものをつくる。
触媒構造体へ直接電力を与え、必要な場所へ必要な熱を供給する電化触媒プロセスを研究しています。ドライリフォーミングなどの高温反応を対象に、触媒反応と熱輸送を一体として扱います。
- KEYWORDS
- Joule heating / e-DRM / process electrification
- FOCUS
- 高効率な局所加熱・反応場制御・エネルギー利用
CONVERSIONCO₂ → SYNGAS · SOLID CARBON CO₂→C
02 / CARBON CONVERSION & FIXATION
CO₂を、再び使える炭素へ。
CO₂から合成ガスや固体炭素へ変換する反応系を構築し、炭素を循環利用するプロセスを研究しています。反応平衡、炭素析出、分離・回収を組み合わせ、CO₂変換を反応器レベルから検討します。
- KEYWORDS
- CO₂ conversion / DRM / RWGS / carbon fixation
- FOCUS
- 合成ガス製造・固体炭素回収・炭素循環
CATALYSTSSPIRAL · POROUS METAL · FLOW
03 / STRUCTURED & SPIRAL CATALYSTS
触媒の「かたち」を、反応性能へ。
スパイラル構造、多孔質金属、ウォッシュコートなどを利用し、触媒材料だけでなく流れ・熱・物質移動まで含めて反応器を構築します。構造と流動の相互作用を可視化し、反応場を積極的に制御します。
- KEYWORDS
- structured catalyst / spiral / CFD / heat & mass transfer
- FOCUS
- 流動促進・伝熱強化・高空間速度化
PROCESSELECTRICITY → CHEMICAL TRANSFORMATION
04 / e-REACTION PROCESS
熱の与え方から、化学プロセスを変える。
従来の外部加熱だけに依存せず、電気エネルギーを反応器・触媒へ直接導入する化学プロセスを検討します。電化による高速応答、局所加熱、装置のコンパクト化を活かし、新しい反応操作へ展開します。
- KEYWORDS
- e-Reaction / electrification / process intensification
- FOCUS
- 直接加熱・高速応答・オンサイト反応プロセス
AS A REACTIVE SPECIESSlattice ⇄ vacancy ⇄ Slattice
05 / LATTICE SULFUR CATALYSIS
格子Sを、触媒反応の「反応種」として使う。
硫化物中の格子Sを結晶構造の一部としてだけでなく、炭化水素から水素を受け取りH₂Sとして離脱する反応種として利用します。形成した硫黄欠陥へH₂Sから硫黄を再挿入し、格子Sを反復利用するレドックスサイクルへ展開します。
材料表面の交換可能な格子S、硫黄欠陥の生成・再生、金属–硫黄界面を制御し、脱水素反応や含硫黄化合物を介した新しい触媒プロセスを探索します。
- KEYWORDS
- lattice sulfur / sulfur vacancy / H₂S / redox cycle
- CONCEPT
- Slattice release → vacancy → sulfur reinsertion
FROM CATALYST TO PROCESS
Materials. Structures.
Reactions. Processes.
材料の化学だけで終わらせず、反応工学・構造体・エネルギー供給までつなげることが渡部研究室の研究スタイルです。
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