Gas Hydrate Electricity Storage System by Significantly Improving Heat and Mass Transfer at the Dissociation Catalyst Interface

• Project/Area Number: 23K26595
• Project/Area Number (Other): 23H01902 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 小原 伸哉 北見工業大学, 工学部, 教授 (10342437)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大野 智也 北見工業大学, 工学部, 教授 (90397365)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2023: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
• Keywords: ガスハイドレート / 小温度差発電 / 低温廃熱利用 / ガスハイドレート熱サイクル / 蓄電池

Outline of Research at the Start

100℃以下の低温廃熱と数十℃以下の小温度差で駆動し、エネルギー貯蔵も可能なガスハイドレート熱サイクルを用いて、電力システムを想定した充放電効率85%程度のバッテリを実現させるために、ガスハイドレートの解離反応効率の大幅増加の原理を解明する。このため、反応を伴う伝熱及び物質移動の速度と、ガスハイドレート解離触媒の三相界面での反応速度の理論に基づいて、①反応時にCO2の核沸騰・凝縮による沸騰熱伝達と、強制拡散を加え、②触媒のコーティングに関わる分子設計・化学構造設計を導入することで、解離反応を伴う触媒層の三相界面にて解離効率を90%（現状の32%増し）に増加させる。