2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21246147
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉浦 裕 東京工業大学, ソリューション研究機構, 教授 (00108185)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒田 千秋 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80114867)
金子 宏 東京工業大学, ソリューション研究機構, 特任准教授 (90323774)
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| Keywords | 新エネルギー / 化学工学 / セラミックス / 国際協力 / 格子欠陥 |
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| Research Abstract |
目的1 「モンゴルサンベルト開発のソーラーハイブリッド燃料生産の化学工学システム検討」
中国の内モンゴル地区の太陽エネルギー量を調査し、集光システムとしてポストヒーティング方式とクロスリニア新集光システムを考案し、さらに、これらの集光系のシミュレーターを開発した。これらを用いて、回収集光熱量を計算し、日中の国際プロジェクトに求められる石炭・太陽エネルギーからのソーラーハイブリッド燃料生産システムの概要設計を行った。
目的2高機能化反応性セラミックスの対応型ロータリー式太陽反応炉の開発(30kW,3号機)
デュアル型カラム方式を採用して第3号機の反応炉を設計試作し、キセノン擬似集光ビームにより酸素発生および水素放出性能に関する試験運転を行った。高性能反応セラミックスとして、YSZ/Ni-ferrite固溶体を開発して使用した。α酸素放出反応が1)高フラックスビームエネルギーの光吸収過程と非平衡過程での過剰Frenkel欠陥構造を形成する緩和過程(明反応)、2)欠陥構造エネルギーによる格子酸素から酸素ガスが形成される化学過程(暗反応)で進行することを明らかにし、高フラックスの集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換過程が、植物の光合成と同様に明反応(photon吸収と高エネルギー化合物形成)と暗反応(炭素3化合物形成化学反応)で進行するという興味ある結果を得た。3号機のデュアル型カラム方式は、この明反応と暗反応とをデュアルカラムによって連続的に進行させることができる。
目的3 50kWロータリー式太陽反応炉2号機のオーストラリアCSIRO太陽集光設備での試験
2号機のロータリー反応炉は単に回転するのみで、上記目的2の3号機のように暗反応と明反応とを明確に分けて進行させることができない。したがって2号機で平成22年度に行ったオーストラリアCSIROでのフィールド試験の結果は、高フラックスの太陽エネルギーを吸収できていないということが判明したため、CSIROでの22年度の試験結果のさらなる解析とロータリー型での太陽反応炉の開発を中止した(目的2に移行).
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