2006 Fiscal Year Annual Research Report
連続二段階水分解反応装置による集光太陽熱のソーラ水素転換技術の開発研究
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17206100
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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) |
吉澤 善男 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00016627)
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, 自然科学系, 教授 (60272811)
中島 啓光 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 非常勤研究員 (60399409)
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| Keywords | 集光太陽熱 / 二段階水分解プロセス / ソーラー水素 / ロータリー式太陽反応 / カチオン過剰型スピネ / ビームダウン集光シス / 反応性セラミックス / クロスビーム型集光システム |
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| Research Abstract |
集光太陽熱を二段階水分解プロセスによりソーラー水素を生産する反応性セラミックスとして高温耐熱性能のあるYSZおよび酸化ジルコニウムをベースとする遷移金属やフェライトとの固溶体を合成し、これらが二段階水分解プロセスを熱安定運転に利用可能なことを明らかにした。また、ロータリー式太陽反応炉のスケールアップ開発を目的として、二号機(ローター直径50cm)の設計・開発・試作を行い、ニッケルフェライトによる性能試験に成功した。ニッケルフェライトに赤外イメージ炉からの集光ビームを照射して急速昇温すると非平衡状態でFrenkel欠陥フェライトが反応中間体として形成され、それが酸素を放出してカチオン過剰型スピネル構造を形成することを発見し、さらにこの過程が高酸素分圧下(空気中)において進行することを見出し、集光度2000倍の集光太陽熱を吸熱化学反応に利用してカチオン過剰型スピネル構造を経由するソーラー水素生産への実用化の道を開いた。集光システムとして東工大式ビームダウン集光システムの開発を進め、(1)多重リング中央反射鏡を用いるヘリオスタットフィールドでの集光システムのシミュレーター、(2)20MW太陽熱発電システムの設計とヘリオスタット配置、(3)クロスビーム型集光システムに適用可能なヘリオスタットの設計・開発・試作、を行った。さらに、この集光システム開発をサンベルトにおいて国際プロジェクトとして推進するために、アブダビ政府関係機関Masdarとの共同開発プロジェクトを立ち上げ、20MW実証プラント計画を作成した。さらにこれらの開発技術(二段階水分解ソーラー水素生産システム、ビームダウン集光システム)をソーラーハイブリッド燃料生産システムとしての実用化を目指し、オーストラリアCSIROとの国際共同開発を進めるため、オーストラリア・日本とのAP6プロジェクトを立ち上げた。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] Solar Hybrid Hydrogen Production in Sunbelt and Shipping to Japan as a Liquid fuel of Methanol2006
Author(s)
Y.Tamaura, Y.Katayama, M.Onozaki, H.Hasuike, N.Hasegawa, H.Kaneko, M.Utamura
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Journal Title
Proceedings of 16th World Hydrogen Energy Conference, June 13-16,2006, Lyon, France
Pages: 549
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