近日，NEDO與人工光合化學過程技術研究協會 (ARPChem) 的成員三菱化學公司和東京工業大學一起，將使用由二氧化碳和氫氣合成的甲醇作為塑料等化學產品的原料。我們開發了一種超耐用的沸石催化劑，該催化劑可以高產率和生產率地生產烯烴，并已在小型中試規模上成功展示了其性能。這一發展的結果朝著以二氧化碳為資源的烯烴生產工藝的商業化邁出了重要的一步。
NEDO 和人工光合化學工藝技術研究協會正在“以二氧化碳為原料的關鍵化學品制造工藝技術開發（人工光合作用項目）”?中合作，以利用太陽能從水中生產光催化劑能源 我們正致力于開發以清潔氫和二氧化碳為原料制造核心化學品（C2-C4烯烴*3）的基礎技術。本項目由圖1所示的三個研究開發課題構成，作為有助于減少二氧化碳排放量的創新技術開發之一，定位為應在中長期內推動的研究。在這個項目中，NEDO將與ARPChem的成員三菱化學公司和東京工業大學一起，使用具有特殊孔結構的沸石作為基本骨架來合成二氧化碳和氫氣。成功開發了一種超耐用的沸石催化劑，該催化劑以高收率和高生產率生產烯烴，用作塑料等化工產品的原料。本項目采用的 MTO 反應工藝與普通烯烴制造工藝相比，在減少CO2排放方面具有優勢。然而，該過程需要在高溫蒸汽環境中進行反應，這大大降低了工業化催化劑的活性，使提高生產率成為主要問題。新開發的催化劑具有高耐久性，即使在高溫蒸汽下也可防止催化劑活性下降。此外，該催化劑還可以應用于使用天然氣等化石資源生產的甲醇的MTO反應，有助于在廣泛的工藝領域實現生產率提高。
另外，這次在三菱化學技術研究所（橫濱青葉區）安裝了小型固定床試驗設備，驗證了MTO反應過程，成功實現了新的即使在高溫下也能防止催化劑活性下降的過程。此外，我們將繼續在該試點設施中獲取更大規模的放大數據。這一發展的成果在實現使用二氧化碳作為資源生產烯烴的商業工藝方面取得了長足的進步。
新開發的催化劑具有高耐蒸汽性，脫鋁造成的永久劣化程度極小，因此即使在蒸汽分壓極高的極端惡劣條件下也能長時間保持活性。在實驗室規模的 500°C重復再生操作中，實現了1500小時的催化劑壽命，是已知催化劑的兩倍以上，即使在放大的小型中試規模上也證明了其高耐久性。該催化劑預計具有較長的催化劑壽命，因為即使在重復再生和燃燒去除反應過程中沉積的焦炭（碳）后，其性能也不會改變）。
作為該催化劑的基本骨架的天然沸石結構具有多個可用作活性位點的Al位置。東京工業大學集團的一項研究正在建立一種僅在對MTO催化劑更有利的特定位置引入Al的方法，并且已證實它具有延長反應時間的效果。東京工業大學集團也在論文和國際會議上發表了關于合成方法、結構和催化活性之間相關性的報告。
