2006 Fiscal Year Annual Research Report
水素を選択的かつ一方向にのみ透過する膜の開発と分離膜反応器への応用
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17560675
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
愛甲 涼子 鹿児島大学, 工学部, 教務職員 (50244265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
幡手 泰雄 鹿児島大学, 工学部, 教授 (00038051)
吉田 昌弘 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (50315397)
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| Keywords | 水素吸蔵合金 / 分離膜反応器 / 二酸化炭素水素化反応 / LaNi_5 / CaNi_5 |
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| Research Abstract |
平成18年度は以下に示す研究開発を行った。
(1)水素透過能の評価実験
水素化反応に対して触媒能を有するLaNi_5とCaNi_5を用いて水素吸蔵合金膜を調製し、ステンレス製管型反応器に装着した膜型反応器を製作して、HeとH_2ガスの透過流束を検討した。透過流束はLaNi_5の方がCaNi_5より少し大きく、680〜730Kで0.45×10^<-4>から0.6×10^<-4>〔mol/cm^2/s〕と温度と共に上昇した。担体SiO_2にこれら合成金属を添加した分離膜のHeおよびH_2ガスの流束はLaNi_5,CaNi_5共に変化なく0.4×10^<-4>〔mol/cm^2/s〕となった。多孔性セラミックを担体したパラジウム分離膜をとした分離膜反応器の飽和炭化水素の脱水反応とH_2ガス透過性について検討した。H_2ガス透過性はArrhenius式で表され、脱水素反応で生成したH_2ガスの透過流束は0.013〜0.004〔cm^3/(cm^2/sec)〕となり、エタン>プロパン>メタン>n-ブタンの順で小さくなった。
(2)分離膜反応器における脱水素反応と水素化反応
LaNi_5とCaNi_5の二酸化炭素の水素化反応特性を検討した。二酸化炭素の還元による一酸化炭素(1)とメタン生成反応(2)の2段階反応が進み、(1)と(2)の反応が維持反応で進むとした場合、両反応速度定数の比(k_1/k_2)は触媒の前処理の方法によって異なった。
LaNi_5とCaNi_5分離膜反応器を用い、シクロヘキサンの脱水反応と二酸化炭素水素化反応の及ぼす(a)膜形成の粉炭粒径と膜厚(b)膜への無電解メッキの影響(c)送入CO_2ガス圧力(d)膜成型圧縮圧力の影響(e)膜への金付着の影響(f)繰り返し使用による膜劣化等操作条件の影響を検討した。
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