近日，NEDO与人工光合化学过程技术研究协会 (ARPChem) 的成员三菱化学公司和东京工业大学一起，将使用由二氧化碳和氢气合成的甲醇作为塑料等化学产品的原料。我们开发了一种超耐用的沸石催化剂，该催化剂可以高产率和生产率地生产烯烃，并已在小型中试规模上成功展示了其性能。这一发展的结果朝着以二氧化碳为资源的烯烃生产工艺的商业化迈出了重要的一步。
NEDO 和人工光合化学工艺技术研究协会正在“以二氧化碳为原料的关键化学品制造工艺技术开发（人工光合作用项目）” 中合作，以利用太阳能从水中生产光催化剂能源 我们正致力于开发以清洁氢和二氧化碳为原料制造核心化学品（C2-C4烯烃*3）的基础技术。本项目由图1所示的三个研究开发课题构成，作为有助于减少二氧化碳排放量的创新技术开发之一，定位为应在中长期内推动的研究。在这个项目中，NEDO将与ARPChem的成员三菱化学公司和东京工业大学一起，使用具有特殊孔结构的沸石作为基本骨架来合成二氧化碳和氢气。成功开发了一种超耐用的沸石催化剂，该催化剂以高收率和高生产率生产烯烃，用作塑料等化工产品的原料。本项目采用的 MTO 反应工艺与普通烯烃制造工艺相比，在减少CO2排放方面具有优势。然而，该过程需要在高温蒸汽环境中进行反应，这大大降低了工业化催化剂的活性，使提高生产率成为主要问题。新开发的催化剂具有高耐久性，即使在高温蒸汽下也可防止催化剂活性下降。此外，该催化剂还可以应用于使用天然气等化石资源生产的甲醇的MTO反应，有助于在广泛的工艺领域实现生产率提高。
另外，这次在三菱化学技术研究所（横滨青叶区）安装了小型固定床试验设备，验证了MTO反应过程，成功实现了新的即使在高温下也能防止催化剂活性下降的过程。此外，我们将继续在该试点设施中获取更大规模的放大数据。这一发展的成果在实现使用二氧化碳作为资源生产烯烃的商业工艺方面取得了长足的进步。
新开发的催化剂具有高耐蒸汽性，脱铝造成的永久劣化程度极小，因此即使在蒸汽分压极高的极端恶劣条件下也能长时间保持活性。在实验室规模的 500°C重复再生操作中，实现了1500小时的催化剂寿命，是已知催化剂的两倍以上，即使在放大的小型中试规模上也证明了其高耐久性。该催化剂预计具有较长的催化剂寿命，因为即使在重复再生和燃烧去除反应过程中沉积的焦炭（碳）后，其性能也不会改变）。
作为该催化剂的基本骨架的天然沸石结构具有多个可用作活性位点的Al位置。东京工业大学集团的一项研究正在建立一种仅在对MTO催化剂更有利的特定位置引入Al的方法，并且已证实它具有延长反应时间的效果。东京工业大学集团也在论文和国际会议上发表了关于合成方法、结构和催化活性之间相关性的报告。
