2020 Fiscal Year Research-status Report
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19K15488
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
高須 大輝 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00833922)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 化学蓄熱 / 低温排熱回収 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
化学蓄熱の実用化を目指す上で、材料の低い反応性や長時間の繰り返し反応耐久性等に課題が残されている。この問題解決のため、これまでの研究開発では、材料形状や粒子径、導入担体、添加剤の検討等が盛んに行われてきた。しかし、十分に材料特性が改善されてきたとは言い難く、抜本的な改善が必要である。そこで、本研究では錯体配位子制御を利用した、化学蓄熱材料の反応特性改善を実現し、新規化学蓄熱材料の開発を目指す。
塩化カルシウム及び塩化マグネシウムを用いて、アンモニア吸収・脱離反応の基本的反応特性の評価を実施した。まず、実験に先立ち、これらの材料は共に潮解性であり、また200℃程度の温度で分解が生じるため、詳細な前処理条件の検討を行った。この検討により材料の反応性が再現よく評価可能であることを確認するに至った。その上で、両材料について各温度や圧力下での基本的反応特性の評価を実施し、化学蓄熱材料として基礎的なデータを得た。
塩化カルシウムについては、いくつかの配位子導入を行い、その反応性を比較することで反応特性の向上を確認するに至った。特に塩化カルシウム一水和物は室温下でのアンモニア吸収実験において、初期10分間の吸収量が無水和物と比較し2.8倍と高い性能を示した。これらの結果は、塩化カルシウムへのアクア配位子導入によって、材料のアンモニア吸収反応の活性化を示唆し、錯体配位子制御による材料の反応特性改善による新規化学蓄熱材料の開発に有用な情報を獲得することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
塩化カルシウム及び塩化マグネシウムを用いて様々な条件下におけるアンモニア吸収・脱離反応の反応特性評価を行った。反応前後における試料の特性評価を行い、反応活性化の評価を実施した。塩化マグネシウムについてはいくつかの配位子を試験的な導入を行った。導入時の操作に起因する材料状態の変化からその効果の評価に改善が必要であることが明らかになった。材料のペレット化についても検討を行った。反応による材料の膨張抑制に対し一定の効果を確認できたが、反応性の低下が確認され、引続き検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は引続き各材料の反応特性評価を進めるとともに、異種配位子導入による反応活性化の機構解明を引続き実施する。特に塩化マグネシウムについては高い反応性が確認され、集中的な評価を予定している。材料のペレット化については膨張抑制効果とガス拡散性の阻害に起因する反応性の低下が同時に確認されており、引続き検討を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で予定していた装置改修対応が2020年度に実施することができず、繰越しが生じた。次年度ではこの未使用額を用いている予定していた装置の改修を進める。具体的には実験に必要な供給ガスの配管や温調機器の拡張を進める予定である。また、ガスの圧力制御を現在手動で行っているが、これをプログラムで制御可能なようにも改修を進める。
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