カバーピクチャー / Journal of Materials Chemistry A / 27 January 2026, Issue 7,

https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/ta#!issueid=ta014007&type=current&issnprint=2050-7488

Abstract

二酸化炭素改質（carbon dioxide reforming, CDR）によるメタン反応は、水素製造と温室効果ガス削減を同時に実現できる有望な技術である。しかし、炭素析出や焼結による触媒失活は、CDR反応の商業化を阻む主要な課題として残っている。

本研究では、異なる調製方法を用いて Ni/Al₂O₃ 触媒を作製し、細孔特性および Ni と担体との相互作用が触媒性能に及ぼす影響を検討した。細孔特性と触媒性能との関係を明らかにするため、中細孔構造および二峰性細孔構造を有する Ni/Al₂O₃ 触媒を調製した。さらに、Ni の添加条件を制御することで、Ni–Al₂O₃ 間相互作用が触媒性能に与える影響を評価した。

異なる調製法によって得られた Ni/Al₂O₃ 触媒の細孔構造および相互作用特性を理解するため、各種分析手法を用いた。触媒性能評価は、CH₄/CO₂ 比 1.0、ガス時間空間速度（GHSV）900,000 mL g⁻¹ h⁻¹、反応温度 700 °C の条件で実施した。

その結果、Al₂O₃ 担体を焼成した後に Ni を担持した二峰性細孔構造を有する Ni/Al₂O₃ 触媒が、最も高い触媒性能を示した。これは、二峰性細孔構造による優れた物質移動特性と、Ni と Al₂O₃ との適切な相互作用に起因するものである。本研究は、高活性かつ高安定性を兼ね備えた触媒開発において、細孔構造設計および Ni 添加方法の重要性を示唆するものである。