2017 Fiscal Year Research-status Report
革新的エクセルギー回収およびプロセス統合による藻類を利用する高効率エネルギー生産
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16K18355
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
アズイッズ ムハンマッド 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (40611190)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 総理 / エネルギー生産 / エクセルギー回収 / プロセス統合 / エネルギー高効率化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、エクセルギー回収およびプロセス統合の2つの技術を同時に検討し、藻類に特化した独創的なエネルギー変換プロセスを提案する。エクセルギー回収では、ある特定のプロセス内のエネルギーや熱を効率的に循環させ、エクセルギー損失を最小化する。また、あるプロセス内で回収できない熱をプロセス統合によって、他のプロセスに利用する。エクセルギー回収およびプロセス統合を同時に適用することで、プロセス全体の省エネルギー効果が非常に大きいと考える。
平成28年度では、主に藻類による発電システムの基礎プロセスの設計・評価を行った。藻類による発電システムの基本的なプロセスを構築し、最適な計算を行った。また、各運転パラメータによるエネルギー効率も評価し、最適な運転条件を取り出した。
平成29年度では、平成28年度のモデルおよび結果を踏まえ、全体のシステムの最適化・要素技術の抽出を行った。また、全体の効率を上げるために、発電利用だけではなく、水素製造とのコープロダクションシステムを構築した。含まれるプロセスは主に藻類乾燥、ガス化、ケミカルルーピング、アンモニア合成（水素貯蔵）である。製造した水素をアンモニアとして貯蔵する。提案したプロセスによる最高エネルギー効率は約64％である。
上記の研究から、学術論文1件、本章1件、学会4件の研究成果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
全体のプロセスの評価および要素技術の抽出が予定通り実施できた。また、プロセス全体の構築・最適化も計画通り実施し、新規性およびシステムの将来の適用性を考慮して、発電だけではなく、水素製造とのコープロダクションシステムも構築できた。水素貯蔵システムでは、アンモニア合成プロセスの構築も追加項目として構築・最適化することもできた。
これらの成果を利用して、学術論文、本章、および国際学会論文の作成を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年ではシステム全体のエクセルギー評価を行い、実証の可能性に向けて、コストおよび経済性の検討を行う。また、平成29年度に構築した発電・水素製造のコープロダクションシステムの課題抽出・整理も行う。本システムでは超臨界ガス化を導入し、藻類の乾燥が不要となる。そのため、システムの簡易化および省エネルギー化が強く期待できる。しかしながら、超臨界までン状態にもっていくための動力・熱も非常に高いため、要素技術の課題整理などが求められる。また、全体のシステムの最適化・省エネルギー化も大変必要となる。
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| Causes of Carryover |
（理由）当初計画した物品の購入費が他の研究費によって一部賄われたため。
（使用計画）平成30年度の予算に合わせて、人件費および実験に必要とする物品などの購入に使用する。
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