2005 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ構造を用いて創製する高機能触媒を利用する水素同位体分離手法の開発
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16206096
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
榎田 洋一 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40168795)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 一良 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50023320)
澤田 佳代 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (90372531)
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| Keywords | 超臨界二酸化炭素 / マイクロエマルション / 逆ミセル / 水素同位体分離 / ナノ粒子 / 超撥水 / 触媒 / 界面活性剤 |
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| Research Abstract |
4年計画の2年目であり,昨年度の3つの実施項目で得られた成果を利用し,プラズマ処理により規則的に局所的な撥水加工を行ったステンレス鋼製充填物への白金ナノ粒子の注入を行うため,高圧反応装置を用いて充填塔に必要な充填物を作製するとともに,この新機能性触媒を充填した水素同位体分離装置を設計・作製し,基本分離性能を把握した.
1)高圧反応装置による新機能性触媒の製造の研究
プラズマ処理により規則的に局所的な撥水加工を行ったステンレス鋼製充填物への白金ナノ粒子の注入を行うために,平成16年度の成果を反映するとともに,X線回折装置を利用した分析も行い精密化を図った.これにより最適化した反応条件のもとで高圧反応装置を使用し,必要な数量の水素同位体分利用新機能触媒を作製した.
2)水素同位体分離塔の設計研究および製作研究
新型転換炉「ふげん」に設置されている水・水素交換反応塔の学術データを参考として,新しい機能性水素同位体分離触媒を導入した際の水素同位体分離塔のプロセス設計および装置設計研究を行った.単に高い性能の触媒で充填物を置き換えるのではなく,水素ガス・水蒸気交換反応部と水・水蒸気交換反応部が微分的に接触する構成であるため,新しい数学モデルの作成が必要であり,実際の充填状態をモデル化した解析を行い,最適化された装置パラメタを用いて,新しい水素同位体分離塔システムを製作した.
3)水素同位体分離塔の基本特性把握研究
重水と軽水の任意の割合の混合物から固体電解質を用いる水素発生装置を用いて,重水素濃度を調整した水素ガスを発生することにより,試料水素ガスと軽水を向流させて水素同位体分離塔に供給し,系統的に水素同位体分離塔の性能評価を行った.特に,水流量を変化させた実験により,水による濡れ性の変化が分離性能に与える影響を把握するとともに数学モデルによる分離塔の特性の整理を行った.
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