2004 Fiscal Year Annual Research Report
集光太陽光反応性セラミックスによるソーラー水素生産技術の開発研究
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15206112
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉浦 裕 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 教授 (00108185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末包 哲也 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 助教授 (30262314)
伊原 学 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 助教授 (90270884)
金子 宏 東京工業大学, 理学部, 助手 (90323774)
長谷川 紀子 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 助手 (30361801)
児玉 竜也 新潟大学, 工学部, 教授 (60272811)
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| Keywords | 固定層型の反応炉 / ニッケルフェライト / YSZ / 擬似集光太陽光 / 回転式シリンダー型反応炉 / 二段階水分解過程 / 亜鉛フェライト / 酸素欠損型フェライト |
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| Research Abstract |
固定層型の反応炉に使用するニッケルフェライトとYSZとの複合化により、熱安定性を向上させると同時に水素発生量を増大させる課題については、YSZに鉄成分をドープしたYSZ(Fe)を合成し、これにNiO粒子を表面に担持させることにより解決を図ることに成功した。また、二段階水分解プロセスの太陽反応炉の開発においては、擬似集光太陽光としてキセノンビーム照射の代わりに、1600℃の高温で使用可能な赤外イメージ炉を利用できるように改良した上で、固定層型太陽反応炉では、水蒸気流通による水分解過程と赤外照射による酸素放出過程とを連続して繰り返し行うことが出来る回転式シリンダー型反応炉を設計試作した。このシリンダー型反応炉は、反応が100%進行しなくても一回転で8工程を進行させることにより、二段階水分解過程を高効率で進行させ得る画期的な反応炉であることを確認した。反応温度は現在のところ1200℃が最高であり、反応温度をさらに200℃程度高温化するか、この温度で進行する酸素欠損型フェライトを利用した技術として完成させることが考えられる。
また亜鉛フェライト系を用いる酸化亜鉛/マグネタイト混合粒子回収型の連続反応炉の開発については、同様に赤外イメージ炉による照射実験が可能なように改良し、落下速度を制限することにより反応性を高める研究を行った。反応効率は30%程度であるが、この原理に沿った反応炉として稼動することが確認された。また、酸素分圧の低いガスを流通するごとにより高濃度の酸素放出が確認されていることから、このタイプの反応炉では、酸素放出過程を1300℃付近に低温化させて開発を進めることが可能であるとの見通しを得た。
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