| Project/Area Number |
22KF0080
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| Project/Area Number (Other) |
22F21041 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
アズイッズ ムハンマッド 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40611190)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KUO PO-CHIH 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | バイオエネルギー / CO2利用 / 水素 / 電力 / 低品位燃料 / ケミカルルーピング / エネルギー貯蔵 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、高効率かつ燃料に柔軟性の高い革新的エネルギー変換フレームワークのシステム構築・評価を行う。想定したシステムはバイオマスガス化・ケミカルルーピング、ガス変換システム、CO2回収、発電システムから構成される。回収したCO2をメタノールまたはオレフィンなどに変換し、エネルギー貯蔵媒体または化学製品として利用する。また、他の再生可能エネルギーによる余剰電力も利用し、可逆動作可能な固体酸化物形燃料電池を利用してメタノールなどに変換する。エネルギー・エクセルギー、経済性、CO2削減などの環境へのインパクトに関する解析を行い、システムの適用性を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、最初に熱重量測定と示差熱分析を用いて、酸化鉄酸素キャリアを用いたリグノセルロース系のバイオマス成分（ヘミセルロース、セルロース、リグニン）のCO2アシストケミカルルーピングガス化を実験にて研究した。従来のガス化プロセスと比べて、金属酸化物酸素キャリアをガス化プロセスに適用することで、より高効率なエネルギー変換ができた。この技術は、金属酸化物酸素キャリアによる触媒効果と格子状酸素の相乗効果により、バイオマスの転換と合成ガスの品質を向上させることができた。次に、バイオマスを化学物質（水素、アンモニア、メタン、メタノール、合成ガスなど）や再生可能な電力に変換するための、高効率で経済的競争力があり、環境にも配慮した様々な経路を探索した。そのために、プロセスシミュレーションツールを用いて、バイオマスをベースとしたエネルギーシステムと燃料電池との統合化を行った。SOFC、SOEC、電気分解、プラズマガス化炉を含む複数のモデルを開発し、熱力学的効率と環境影響の観点からシステム全体の性能を解析した。行われた研究から、8件の学術論文を執筆・公開するができ、非常に高い成果が得られた。
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