2021 Fiscal Year Annual Research Report
Clean energy circulation system using atmospheric pressure plasma
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19K14958
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
全 俊豪 東京工業大学, 工学院, 助教 (90781310)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エネルギーキャリア / 大気圧プラズマ / 窒化 / 水素利用 / クリーンエネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，低炭素社会の実現に向けて発電量が不安定な再生可能エネルギーを化学エネルギー（水素など）の形で貯蔵・輸送する技術の重要性が叫ばれている。しかし，水素は直接貯蔵しにくいため，有機ハイドライトやアンモニアといった水素キャリアを用いる方法が有望視されている。有機ハイドライトは安全な水素キャリアであるが，質量水素密度は6 mass%程度である上，脱水素に約10%程度のエネルギーが必要であるためエネルギー変換効率が低いという問題点がある。一方アンモニアは，17.8 mass%の質量水素密度を有しており，大量生産技術が確立され，燃料という形で直接利用できるエネルギーキャリアとして現在有望視されている。しかし，アンモニアを再生可能エネルギーで生成した少量の水素 (10トン以下/日)から合成すると生成コストが高いことから，現在のアンモニア合成手法はメタンを水素源としており，CO2フリー化が重要な課題である。また，アンモニア自体が爆発物と劇物に指定されているので，取り扱う際に安全面を配慮する必要といった問題も存在する。そこで，本研究では窒化マグネシウムを新しい安全なアンモニアキャリアとして提案し、アンモニア合成でのCO2フリー化と安全性の問題の解決を目指した新たなクリーンエネルギー循環システムを提案します。
これまでの研究成果で窒素水素混合ガス雰囲気下の大気圧プラズマ合成手法を用いてCO2フリーの窒化マグネシウムを合成することは可能であること突き止めた。本研究で提案する大気圧プラズマ合成手法は，加熱などの準備が必要なく，小規模で消費電力を自在に変更できることから余剰電力の有効活用に合致した合成手法である。さらに，多段合成実験を実施し，窒化処理の原理解明を行った。
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Research Products
(3 results)
