バイオマスや石炭をはじめとする炭素資源の転換に関する熱化学・触媒反応系の開発を行っています．

ガス化の本質的な機能は，異種の炭素資源（化学エネルギー）と熱エネルギーを合成ガスの化学エネルギーに集約・統合することですが，それ故に化学エネルギーの損失を最小化することが望まれ，そのためにはガス化温度（正確には，反応系出口における合成ガス温度）を可能な限り低くする必要があります．林研究室では，熱分解とこれに続く揮発成分の水蒸気・酸素改質、チャーの水蒸気ガス化に関する研究から得た知見に基づき，「熱分解と改質・ガス化の分離」，「揮発成分とチャーの相互作用（接触）の強化と排除」，「熱の化学再生」，「チャー表面～気相間を移動するカリウム触媒の適用」などの概念に基づく新しいガス化反応系を開発しています．これまでに，バイオマスについては，700℃における揮発成分とチャー完全改質・ガス化，反応系出口温度＜300℃以下を達成し，断熱反応系の場合の冷ガス効率＞96%が可能であることを示しました。褐炭のガス化についても同様の成果を得ることができました。低温ガス化では，通常，残留タールの濃度が高く深刻な問題となりますが，開発したシステムはタールの除去率99%以上を実現します．

化石資源の枯渇はエネルギーのみならず化成品原料の問題でもあります．いずれ化石資源がなくなることを想定し，かつ環境問題も考慮し，唯一の豊富な代替資源であるバイオマスから多様な化成品をつくる技術を開発しておくことは人類にとって重要です．林研究室では，可能な限り有機溶剤を使用しない環境にやさしいバイオマスからの有用化合物製造法に関する様々な研究を行っています． 例えば，バイオマス主要構成成分のひとつであるセルロースについて，従来の酵素糖化を起点とする化学原料化手法と比べ，はるかに迅速で溶剤や触媒を必要としない熱分解を起点とした変換化学の開拓を目指した研究を行っています．熱分解揮発性生成物を触媒改質して高収率でレボグルコセノンを製造することに成功し，さらに，レボグルコセノンを原料とするいくつかの新たなバイオマス由来化合物の合成にも成功しています．同じく主要構成成分であるリグニンは芳香環を豊富に含む巨大分子ですが，化学構造的特性からこれを選択的にモノマーまで分解して化学原料化することは困難とされてきました．これに対し我々は，リグニンを事前に酸化改質したのちに触媒を用いて水素化分解する手法を開発し，極めて高い収率でリグニンモノマーを回収できることを示しています．

我が国はCO₂排出削減の目標として2050年までに現状の80%に低減することを掲げています．この困難な目標に立ち向かうべく，さらにその先にある炭素循環社会を実現するための技術として，我々は，炭素資源（化石資源，バイオマス）を利用しつつも，これを一切燃焼せず，しかも自立的に転換し，電力，化成品および地上で安全に貯留可能な二次炭素資源に転換するコプロダクションシステムを提案しています．その実現に向け，CO₂排出量削減に与えるインパクトの試算，プロセスシミュレーション，要素技術の開発などを行っています