2019 Fiscal Year Annual Research Report
低温反応活性セラミックによる太陽集熱水熱分解水素製造システムの開発
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17H01376
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
児玉 竜也 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60272811)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長瀬 慶紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (90180489)
石井 知彦 香川大学, 創造工学部, 教授 (90285718)
清水 忠明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10211286)
Bellan Selvan 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (50785293)
曹 賢石 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (70773919)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 太陽集熱 / 熱化学サイクル / 水分解 / 水素製造 / ソーラー反応器 / 反応性セラミック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)流動層式ソーラー水熱分解器の開発
真球状セリア微粒子の流動用に再設計したガス分散板を備えた5kWthソーラー反応器の作製を完了した。この反応器に真球状セリア微粒子を充填して太陽集光シミュレータにより試験し反応器運転のパラメーターを決定した。この成果と真球状Mnドープセリア微粒子の反応性のデータ，さらに昨年度のビームダウン型太陽集光器による100kWth反応器のソーラー試験の結果等から，数値解析により500kWth～MWth級のビームダウン型太陽集光器による大型反応システムのプロトタイプを概念設計した。また、モデルケースとして500kWthビームダウン型太陽集光器による反応システムの詳細設計を行った。
２）発泡体デバイス式ソーラー水熱分解器の開発
新たに開発した発泡体デバイスの作製法（蒸発乾固法）に加え、従来のスピンコート法による作製法にも改良（被覆する粒子の微粒子化と粒径の均一化）を行った。これら２つの作製法により、高温安定性を有する、他金属ドープセリア被覆発泡体デバイスを作製することができた。Mnドープに加え，Feドープ型セリアによる発泡体デバイスについても作製し、3kWソーラー反応器による反応試験を行った。どちらの場合も従来の非ドープセリアによる発泡体デバイスと比較して極めて高い反応活性が得られ、また、サイクルの繰り返しによる失活も見られなくなった。これらの研究成果から50kWth級の小型システム（ディッシュ型太陽集光システムによる）のプロトタイプの設計を行った。
このように大型用・小型用のソーラー水熱分解システムのプロトタイプ設計が完了した。サンベルトにおける太陽熱による水熱分解水素製造のソーラー実証試験に繋がる重要な成果を得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(13 results)
