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HOME 静岡大学研究フェロー 静岡大学若手重点研究者 気相S種を活用する触媒反応プロセス群の開拓 2023年3月取材 硫化水素とレドックスをキーワードにした基礎研究を推進 火山や温泉に漂うにおいのもとは硫黄と水素の化合物、硫化水素です。硫化水素は濃度が高いと人体に害を及ぼす“やっかいな物質”ですが、これを化学反応に役立てる研究を進めています。例えば、鉄と硫黄からなる硫化物（大涌谷「黒たまご」の黒色成分）を使って、アルカンからオレフィン（ポリマーの原料）と硫化水素を発生させます。このとき触媒から硫黄が徐々に消失して反応性が低下しますが、再び硫化水素と触媒を反応させれば、消失した硫黄が補われ、活性が回復することがわかりました（図１）。これをレドックスサイクルと呼び、このレドックスサイクルを化学的に制御することにより、オレフィンが連続的に製造できることを明らかにしています。今後は、硫化水素の特異な性質（“ラジカル”に変換しやすい）を活かし、新しい反応に挑戦しようと考えています（図２、３）。 硫化水素を活用してC-H結合を選択的に活性化、高選択的な化学物質を合成 “シェールガス”という言葉をご存知でしょうか？ シェールガスとは、メタンを主成分とする次世代エネルギーの一つで、アメリカで安価に製造できることが知られています。そのため近年では、シェールガスに含まれる炭化水素を高付加価値な物質に変換する研究が活発に行われています。炭化水素の物質変換では、C-H結合を選択的に活性化してオレフィンや芳香族に直接変換する技術の確立が重要な課題とされていますが、これまでに工業化に結び付くような触媒プロセスは見出されていません。“毒を以て毒を制す”という諺がありますが、私は、このような難反応に対して、硫化水素を活用することで硫化物触媒の円滑なレドックスを実現し、選択的なC-H結合の活性化による高選択的な化学物質合成を見出してきました。今後も“硫化水素”と“レドックス”をキーワードにした基礎研究を推進し、国内発の技術の確立を目指します。 准教授渡部 綾 Watanabe Ryo（触媒化学、反応工学） 1982年４月生まれ、2011年早稲田大学大学院博士課程修了、2011年静岡大学助教、2018年静岡大学准教授2019年より第４期若手重点研究者、2022年より第５期若手重点研究者 主な研究業績 受賞歴： 2020年度　石油学会奨励賞 （日揮賞） 2017年度　化学工学会　部会活動功労賞（部会CT賞） 外部資金獲得状況： 科学研究費補助金 若手研究（A）「鉄酸化物構造体触媒の格子酸素レドックス機能促進による高機能物質変換システム群構築」（2014年～2017年） 挑戦的萌芽研究「多環芳香族分子からの効率的な水素製造を図る回転ディスク型マイクロリアクターの創製」（2016年～2017年） 基盤研究（B）「硫化物触媒のレドックス型格子Sイオン種による新規なアルカン脱水素プロセス開拓」（2018年～2021年） 挑戦的研究（萌芽）「熱と可視光の協奏的利用でメタン変換するイオン液膜担持ゼオライト触媒の創製」（2018年～2020年） 挑戦的研究（萌芽）「氷点下領域で機能する極限環境触媒システムの創製」（2020年～2022年） 基盤研究（B）「Redox性格子S種の直接電気励起で創る革新的アルカン脱水素の構造体触媒システム」（2021年～2023年） ＮＥＤＯ先導研究プログラム 未踏チャレンジ2050「メタンチオール経由でCO２をオレフィン化する革新的物質変換系の開拓」（2019年～ 2023年） 著書・論文： １)「Dehydrogenation of lower alkanes using H２S 」 Journal of the Japan Petroleum Institute 65(２) 50-57, 2022. ２)「Synthesis of C４- and C５-olefins by novel alkane dehydrogenation with H２S co-feeding」630(25) 118442, 2021. ３)「Effect of support species on performance of transition metal-based catalysts for propane dehydrogenation with co-feeding of H２S」Journal of the Japan Petroleum Institute 63(４) 228-237, 2020. ４）「Formation of active species for propane dehydrogenation with hydrogen sulfide co-feeding over transition metal catalyst」 Applied Catalysis A: General 587(25)117238, 2019. 最新情報はこちら 工学部・総合科学技術研究科工学専攻サイト 研究室サイト（福原・渡部 研究室） 静岡大学教員DB 静岡大学若手重点研究者 大多 哲史[ OTA Satoshi ] 准教授 / 磁気工学 がん診断治療技術への応用を目指した磁性ナノ粒子の応答解析 川岸 伸[ KAWAGISHI Shin ] 教授 / 国際法 非国際的武力紛争を規律する武力紛争法 貴田 潔[ KIDA Kiyoshi ] 准教授 / 日本中世史、地域社会史 地域の視点からみた中世社会の解明 後藤 友香理[ GOTO Yukari ] 准教授 / 演奏実践 クラシック音楽における演奏解釈の形成と伝承 佐藤 浩平[ SATO Kohei ] 助教 / ペプチド・タンパク質化学 合成化学で拓く新しいタンパク質工学 塩田 真吾[ SHIOTA Shingo ] 准教授 / 教育工学 現代的・社会的課題をどう教えるか 薗部 礼[ SONOBE Rei ] 准教授 / 農業情報工学 リモートセンシング技術を用いた作物管理に関する研究 田代 陽介[ TASHIRO Yosuke ] 講師 / 生物工学 生体微粒子を利用したナノバイオテクノロジー 遠山 紗矢香[ TOHYAMA Sayaka ] 講師 / 認知科学 認知科学による情報教育の実践研究 中村 彰彦[ NAKAMURA Akihiko ] 准教授 / 界面酵素学 固体の上で働く酵素を理解し改良する 三井 雄太[ MITSUI Yuta ] 准教授 / 地球物理学 データ科学的手法に基づく地球の動きのメカニズム解明 村井 大介[ MURAI Daisuke ] 准教授 / 社会科教育学、教育社会学 社会的な課題を教材化する教師のライフストーリー研究 メヒア ディエゴ[ MEJIA-GUZMAN Diego Alejandro ] 准教授 / 数学基礎論 強制法理論と実数直線上の組合せ論 渡部 綾[ Watanabe Ryo ] 准教授 / 触媒化学、反応工学 気相S種を活用する触媒反応プロセス群の開拓 HOME 静岡大学研究フェロー 静岡大学若手重点研究者 静岡大学 学術情報部 研究協力課〒422-8529 静岡市駿河区大谷836TEL:054-237-1111(代表)