【双语资讯】新型实时光谱分析方法的开发——可以不受产生气体干扰高精度测量溶液

研究グループは、気泡が発生する化学反応の進行過程でも反応溶液の安定した分光測定ができる新しい手法を開発しました。

日本产综研的研究小组开发了一种新方法，即使在产生气泡的化学反应过程中，也可以对反应溶液进行稳定的光谱测量。

水素は化石燃料に代わるエネルギー源として注目されています。そのままでは輸送効率が低いため、一度ギ酸に変換して輸送する手法が研究されています。ギ酸から水素を再生するには、高効率・長寿命の触媒が必要です。この研究では、水中の反応時に生成するガス（水素、二酸化炭素）の存在で、紫外線や可視光などによる測定方法で反応過程を観察することは困難でした。

氢气作为一种化石燃料的替代能源备受关注。由于氢气在气态下的运输效率很低，因此人们正在研究一种将其暂时转化为甲酸后进行运输的方法。从甲酸中再生氢气需要高效且使用寿命长的催化剂。在这项研究中，由于水中存在着反应过程中产生的气体（氢气和二氧化碳），因此人们很难通过紫外光和可见光等测量方法观察反应过程。

気体と液体が混合した反応溶液を高速でかき混ぜると、気体と液体の密度の違いによる遠心力の差で、それぞれが速やかに分離されます。今回、この現象を利用することで、ギ酸の脱水素化で水素を発生する反応溶液の紫外可視拡散反射スペクトルの測定について、気体の存在による測定時のノイズを大幅に減らすことができました。さらに長時間にわたるスペクトルの時間的変化を高精度で安定的に測定できるようになりました。

当高速搅拌含有气液混合物的反应溶液时，由于气液之间的密度不同而产生的离心力的差异，使得气液迅速分离。此次，利用这一现象，在甲酸脱氢过程中产生氢气的反应溶液的紫外可见漫反射光谱测量过程中，能够显着降低由于气体的存在而引起的噪声，还能够以高精度长期稳定地测量光谱的时间变化。

本技術は、さまざまなガス生成反応での触媒性能の評価や反応速度の検討などに適用ができます。

该技术可用于评估各种气体产生反应中催化剂的性能，研究催化反应速率。

甲酸制氢时的紫外可见光谱分析

国内では2030年までに全需要電力の1％（94億kWh）が、水素やアンモニアによる発電で担う計画です（第6次エネルギー基本計画より）。私たちはこれら水素の需要に向けてギ酸を水素キャリアとする技術開発を進めて来ました。そのような中、ギ酸から水素を取り出す際に、ポンプ等の圧縮を必要とせず、化学反応のみで高圧の水素と二酸化炭素を得る技術を開発し、さらに高圧下での連続した水素と二酸化炭素の分離技術も開発してきました。

日本计划到2030年氢气和氨气发电提供日本所有电力需求的1%（94亿kWh）（根据日本《第六次能源基本计划》）。为满足这些氢气的需求，产综研一直在开发使用甲酸作为氢能载体的技术。此前，产综研开发出了一种从甲酸中提取氢气时不需要泵压缩，而仅通过化学反应就能获得高压氢气和二氧化碳的技术，还开发了一种高压下连续分离氢气和二氧化碳的技术。

一方、ギ酸を水素キャリアとして社会実装するためには1年以上活性が維持されるギ酸脱水素化用触媒の長寿命化が求められます。触媒の改良のためには、ギ酸から水素を生成する反応メカニズムの詳細な解明が必要です。しかし、反応時に生成する水素や二酸化炭素のようなガスが影響して、分光学的測定を使うことが難しく、触媒の劣化機構の解明などが、進んでいませんでした。

另一方面，为了将甲酸作为氢能载体进行社会化应用，需要延长甲酸脱氢催化剂的寿命，保持其活性达到一年以上。为了改进催化剂，就必须详细阐明甲酸制氢的反应机理。然而，由于反应过程中产生的氢气和二氧化碳等气体的影响，难以使用光谱测量，催化剂劣化机理尚未得到阐明。