日本經濟產業(yè)省(METI)已經與政府、工業(yè)界、學術界達成一個長期合作框架協(xié)議,將共同開發(fā)以水和CO2為原料的烯烴生產技術,未來還擬建生產裝置,以減輕化學工業(yè)對石油的依賴性。
包括三菱化學和三井化學在內的五家公司以及四所大學和一家工業(yè)機構于2012年9月中旬組建技術研發(fā)協(xié)會,目標是開發(fā)出包括利用太陽能光催化水分解制氫技術、氫與CO2反應制取烯烴等一系列技術,開發(fā)工作擬于2020年代初期完成,2030年實現(xiàn)工業(yè)化應用。該項目的開發(fā)將覆蓋從基礎研究到工業(yè)化的全部過程。2012—2013年的財政預算是14.5億日元,東京大學將率先進入該項目的研究。
該項目的研發(fā)目標是開發(fā)出用于分解水制氫的光催化劑、分離膜以及氫和CO 經 T合成制備烯烴的催化劑。預計光催化劑的研發(fā)在10年內完成,而分離膜和F-T合成催化劑的研發(fā)將在5年內完成。
光催化劑的研發(fā)將集中于提高催化效率,目前光催化紫外光吸收效率僅達到1%以下,若催化效率能提高到5%以上則意味著生產成本將會低于蒸汽重整制氫工藝。METI的研發(fā)目標是使光吸收的波長范圍擴大到400~800nm,到2030年使光催化效率提高到30%以上,同時也將開發(fā)出一種Co基催化劑。
分離膜的研發(fā)將聚集在微孔薄膜,三菱化學將側重于沸石基薄膜的研發(fā),日本精細陶瓷中心和名古屋工業(yè)大學將側重于SiO2方面,富士膠卷將側重于模塊領域,三菱化學和住友化學將側重于C2~C4烯烴合成應用的F-T合成高選擇性催化劑的研發(fā),還將進行成本模擬優(yōu)化該工藝并擬在一套小型裝置上進行示范,在5年內實現(xiàn)烯烴收率達到80%以上的研發(fā)目標。
三菱化學、三井化學、富士膠卷、INPEX、東京大學、京都大學、東京理科大學等合作方都將派出相關研究人員聚集于東京大學kashiwa校區(qū)的實驗室,開展全方位的研發(fā)工作。到今年底,該實驗室將安裝一個催化劑制備單元和一個性能考評系統(tǒng)。