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反応性セラミックによる水熱分解ソーラー反応器の開発

Research Project

Project/Area Number 21360478
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Energy engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

児玉 竜也  Niigata University, 自然科学系, 教授 (60272811)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 郷右近 展之  新潟大学, 超域研究機構, 准教授 (20361793)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000)
Fiscal Year 2011: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2010: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2009: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywords水素 / 太陽熱 / 水分解 / 熱化学サイクル / セラミック / 集光太陽熱 / 水素製造 / 反応器 / エネルギー転換 / 太陽エネルギー
Research Abstract

本研究では,世界のサンベルト地域で得られる1000~1500℃の高温太陽集熱をエネルギー源として反応性セラミックによる二段階水熱分解サイクルによってソーラー水素の製造を行う2つの異なるコンセプトのソーラー反応器(発泡体デバイス型反応器および内循環流動層型反応器)のプロトタイプを3~5kWで作製し,これを太陽炉シミュレータあるいはパラボラディッシュ型太陽集光器(韓国インハ大学所有)を用いて性能評価することを目的とする。22年度は下記の研究成果が得られた。
1)発泡体デバイス型反応器については下記の成果が得られた。
発泡体デバイス反応器の2号器を作製し,新潟大の3kW太陽炉シミュレータによる擬似太陽集光による試験と,韓国インハ大学の5kWディッシュ型太陽集光器でのフィールド試験を並行して行った。反応体である発泡体でデバイスの反応性セラミック担持量等の合成条件を検討することにより,従来よりも発泡体デバイスの耐久性を向上させこの反応システムにおいて二段階水分解反応のサイクル化を行なうことが出来た。
2)内循環流動層型反応器については下記の成果が得られた。
内循環流動層反応器については,二段階サイクル反応を一段階プロセスとして実施できる従来にない画期的な反応器を考案している。,より安定に水素生成を行なうことを目的として反応器の設計改良を行い,これを新規に導入した5kW太陽炉シミュレータにより擬似太陽集光による性能試験を行った。同時に流動層に用いる反応性セラミック粒子の改良も行った結果,従来よりも一段階プロセスとして安定・定常的に水素生成を維持することに成功した。これに関しては国際特許出願を行なった。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Thermochemicai two-step water splitting by internaily eirculating fluidized bed of NiFe_2O_4 particles : Successive reaction of thermai-reduction and water depomposition steps2011

    • Author(s)
      Nubuyuki Gokon
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy

      Volume: 36 Pages: 4757-4767

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Internally Circulating Fluidized.Bed Reacts Using m-ZrO2 Supported NiFe_2O_4 Partcles for Thermocbemical Two-Step Water Splitting2010

    • Author(s)
      Nobuyuki Gokon
    • Journal Title

      Journal of Solar Energy Engineering

      Volume: 132

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Compamtive study of the active of nickel ferrites fot solar hydrogen Production by two-step thermochemical cycles2010

    • Author(s)
      Fernando Fresno
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy

      Volume: 35 Pages: 8503-8510

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reactive Fe-YSZ coated foam devices for solar two-step water splitting2009

    • Author(s)
      児玉竜也
    • Journal Title

      Journal of Solar Energy Engineering 131

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 高温太陽熱を利用したソーラー水素の製造2009

    • Author(s)
      児玉竜也
    • Journal Title

      太陽エネルギー 35

      Pages: 3-14

    • NAID

      10025363314

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molten-Salt Tubular Absorber/Reformer(MoSTAR)Project : the thermal storage media of Na_2CO_3-MgO composite materials2009

    • Author(s)
      児玉竜也
    • Journal Title

      Journal of Solar Energy Engineering 131

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New solar water-splitting reactor with ferrite particles in an internally circulating fluidized bed2009

    • Author(s)
      郷右近展之
    • Journal Title

      Journal of Solar Energy Engineering 131

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Double-walled reformer tubes with molten salt thermal storage for solarcavity-type reformer tubes2009

    • Author(s)
      郷右近展之
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy 34

      Pages: 7143-7154

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Two-Step Thermochemical Cycles for High-Temperature Solat Hydrergen Production2010

    • Author(s)
      Tatsuya Kodama
    • Organizer
      International Conference on Modern Materils & Tebchnologies
    • Place of Presentation
      イタリア・モンヂカデイニ・テルメ
    • Year and Date
      2010-06-14
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermochemical Two-Step Water Splitting by Zironia-Supported Ferrites and Its foam Device for Solar Demonstration2009

    • Author(s)
      Tatsuya Kodama
    • Organizer
      IEA-SolarPACES Conference 2010
    • Place of Presentation
      ホテルベルリン(ベルリン,独)
    • Year and Date
      2009-09-18
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eng.niigata-u.ac.jp/department/che/class.html

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~chem/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水熱分解iよる水素製造法及び水素造装置2010

    • Inventor(s)
      児玉竜也
    • Industrial Property Rights Holder
      新潟大学
    • Filing Date
      2010-12-01
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 水熱分解による水素製造法び水素製造装置2009

    • Inventor(s)
      児玉竜也, 郷右近展也
    • Industrial Property Rights Holder
      新潟大学
    • Industrial Property Number
      2009-275837
    • Filing Date
      2009-12-03
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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