2018 Fiscal Year Annual Research Report
Highly-efficient energy production from algae based on exergy recovery and process integration
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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 | 藻類 / 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二つの技術を同時に検討し、独創的な藻類によるエネルギー変換プロセスを提案する。提案するプロセスは、主に乾燥・ガス化・ケミカルルーピング・コンバインドサイクルで構成される。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、1つのプロセスではすべての熱を完全に循環できないため、回収しきれない熱は他のプロセスに利用し、プロセス全体のエネルギー損失を最小化する（プロセス統合）。
平成28～29年度では、藻類による各プロセスのモジュール化および全体のシステムの構築・評価を行った。また、各プロセスに必要とする要素技術（反応器など）の選定を行い、最も適した要素技術をシステムに適用した。主な変換技術として、ガス化およびケミカルルーピングを導入した。ガス化には通常の熱化学的なガス化と超臨界水ガス化の二つの技術を検討し、全体のエネルギー効率への影響を評価した。また、ケミカルルーピングでは三つの反応器を設け、それぞれ還元・酸化・燃焼の反応器である。ケミカルルーピングの酸化反応から高純度の水素が製造され、従来型のシフト反応と違い、高効率なエネルギー変換が得られる。
平成30年度では平成28～29年度から得られた結果を踏まえ、全体のプロセスの統合化および最適化を行った。各モジュールでの再設計・最適化を行った。水素貯蔵方法として、主にアンモニアを選定した。また、将来的に本提案プロセスを実証する時に解決が必要となる課題を整理した。そのうえ、統合化した全プロセスに対して再度エネルギーとエクセルギーの解析と評価を行い、全プロセスにおける最終エネルギー・エクセルギー効率も求めた。
上記の行った研究から、平成30年度では、研究成果として国際学会3件（実施済み）、学術論文2件（掲載済み）が得られた。
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