2005 Fiscal Year Annual Research Report
衝撃波管応用による低レベルエネルギー水蒸気改質型水素製造法の開発
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17560176
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
坪井 孝夫 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (70017937)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 一洋 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20251754)
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| Keywords | 衝撃波管 / 水蒸気 / 水素製造 / 水性ガス反応 / 炭素粒子 |
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| Research Abstract |
衝撃波管を利用すれば、低温で高圧の気体を非可逆的に衝撃加熱する技術を用いて断熱圧縮する場合より、また初期温度より高温が得られる。2-300℃の低温の廃蒸気を仮定し、飽和蒸気の圧力差により衝撃波を発生させ、この高温エンルギーを化学エネルギー特に水素燃料に変換させるるシステムを背景に考えて、本研究ではこのための基礎研究として、炭素微粒子あるいは廃炭化水素を衝撃加熱し、同時に加熱された水蒸気との水性ガス反応により、また、炭化水素の熱分解により、水素製造をすることを計画した。本年度は(1)炭素粒子の加熱時間、生成水素量、n-オクタンより生成された煤粒子の温度・煤量の時間履歴を計測した。煤粒子を衝撃波管中に設置し、これにアルゴンガスを吹き付けて、気相中に混合し、衝撃加熱する手法を用いた。観測は0.63,080,1.12,1.52,2.30,3.44,3.92,4.26μmの波長における単色輻射能の時間変化を追跡し、Hottel-Broughtonの式を適用し、炭素粒子温度を求めた。これより、直径5μmの粒子は200μsの時間内に周囲気体温度(1500-2000K)にまで加熱出来ることが観測された。水素・一酸化炭素の収率は温度の上昇と共に上昇し、2000K以上ではmol濃度に直して、封入した水蒸気の零点数%の収量が得られた。(2)廃プラスチックスを模擬したn-オクタンの気相反応では1500-2000Kの反射衝撃波状態において、10数%の水素ガスを得た。これらの温度においては、水素とエチレン・メタン・アセチレンが主成分であるが、さらに温度を上昇させて、炭素粒子と水素を主生成物にする1900K以上の領域においては、煤生成が観測され、その生成速度、温度変化が観測された。まだ、収集データが十分でなく、来年度にかけて、特に高級炭化水素系の熱分解と煤生成について、個々の観測データの確認をする予定である.
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