2011 Fiscal Year Annual Research Report
水素化リチウムを用いた革新的水素貯蔵・輸送システムの構築に関する基礎的研究
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21246113
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 讓 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80108464)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 修 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60447141)
竹中 俊英 関西大学, 工学部, 教授 (60197324)
山口 勉功 岩手大学, 工学部, 教授 (70220259)
上田 幹人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292053)
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| Keywords | 水素貯蔵・輸送 / 水素化リチウム / 溶融塩電解 / 水素化反応 |
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| Research Abstract |
近年、エネルギーの効率的利用と環境保全のために、燃料電池をはじめ水素の利用が拡大しつつあるが、水素は低密度かつ極低沸点のために効率的な貯蔵・輸送システムが確立されていない。
本研究では、金属リチウムに水素を吸収させて生成する、常温・常圧で安定な水素化リチウム(LiH)によって水素貯蔵・輸送を行い、消費地で水分を加えて水素を得るサイクルシステムの開発を目的とした。
平成２３年度においては、最も重要な構成要素であるＬｉＯＨからのLiの電解製造およびＬｉＨ生成のためのＬｉとＨ２との反応の研究を行った。LiOHの還元法は溶融塩電解である。しかし、LiOH単独の電解では析出したリチウムとLiOHが反応して金属リチウムは得られない。そこで電解槽を多孔質隔壁を用いてアノード室とカソード室に分離し、電解浴にLiCl-KCl共晶あるいはLiCl-KCl-CsCl共晶溶融塩を用い、アノード室にのみLiOHを供給することで90%以上の電流効率で金属リチウムを得ることに成功した。
次に重要な要素プロセスである、水素とリチウムとの反応を鉄るつぼ中で行わせ、速度論について検討した。その結果、この反応は生成するLiHの融点以上の温度で急激に増加することを見出した。また、反応途中で急冷して反応の様子を観察することにより、金属リチウムは鉄るつぼと溶融LiHの間を上昇して表面に達することが明らかとなった。これは溶融状態においてLiHの方がリチウムよりも高密度であって、表面でリチウムと水素との反応で生成してもリチウムの下部に潜り込む機構によって反応が継続的に進行するためと考えられる。
以上の様に、本研究においてはLiOHを用いて水素の貯蔵・輸送サイクルを構築する際の要素プロセスについて検討を行い、サイクルの実現性に目途を付けたものである。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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