1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09650231
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
奥山 邦人 横浜国立大学, 工学研究科, 助教授 (60204153)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飯田 嘉宏 横浜国立大学, 工学研究科, 教授 (90005299)
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| Keywords | Fin / Catalyst / Endothermic Reaction / Fin Efficiency / Methanol decomposition / Washcoat / Analysis |
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| Research Abstract |
熱エネルギーを輸送、貯蔵、増熱に適した化学物質に変換する際に使用される触媒反応器は、その高い伝熱性能から管壁に触媒を担持した反応器が望ましいとされているが、このタイプの反応器では、触媒装荷量と物質移動速度の改善のため、表面に触媒を担持させたフィンの利用が検討されている。本研究は、熱エネルギーの化学エネルギーへの効率的変換の観点から、表面に触媒を担持させたフィンにおける反応・伝熱特性について、その基本的特性や最適化のための指針を得ることを目的とした実験及び理論的検討を行い、以下の成果を得た。
1.表面に担持した触媒により吸熱反応を生じるフィンのシミュレーションモデルを開発し、数値計算を行って基本的な反応特性及び伝熱特性を明らかにした。フィンの幅方向に温度、反応速度が変化しない場合について、反応及び伝熱に関するフィン効率に対する各種無次元パラメータの効果を調べ、また反応速度が小さくフィンへの物質移動や反応による吸熱の効果が無視できる場合には反応に関するフィン効率が無次元数による簡単な関数で表せることを示した。
2.表面に白金触媒を担持したフィンをウオッシュコート法と多孔質接着法により試作し、メタノールの分解反応について反応速度を測定し、市販の充填触媒と同程度の触媒活性があることを確かめた。
3.触媒フィン上でメタノールの分解反応が生じる場合について、フィン温度分布及び反応速度の測定、生成ガス組成の分析を行い、基本的な反応・伝熱特性を実験により調べ、上述のシミュレーション結果との比較から、メタノール分解反応に関するフィン効率を無次元数の簡単な関数で表せることを示した。
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