2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development and optimization of solid CO2 absorbents having full command of self-temperature
| Project/Area Number |
26420713
|
|---|
| Research Institution | Chuo University |
|---|
Principal Investigator |
大石 克嘉 中央大学, 理工学部, 教授 (20276695)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 亮太 東京都市大学, 工学部, 講師 (30548136)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | CO2吸収物質 / CO2吸収コンポジット / 層状構造 / リチウム複合酸化物 / 金属酸化物 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
中心金属(Cu,Si)の電流(i)-時間(t)-発熱特性の調査と表面酸化とリチウム複合酸化物層の形成に成功した。具体的には，以下の通りである。
1)十分な発熱体となり得る中心金属素材の選定及び発熱調査として，ホウ素もしくはリンがドープされた不純物金属ケイ素の中で，電気抵抗率が10-2~10-4(Ω・cm)のものを選定出来た。これに対して銅の場合には，まず純銅線の発熱挙動を調査した。その後，選定された最適Si及びCu素材を直径0.2mm～2mmで長さ10cm～20cmに成形し，電流加熱実験を行った。Cu及びSi線(もしくは板)の表面温度は800℃(CO2が放出する温度より高い)まで優に到達する事を確認した。2) 1)で使用した金属ケイ素と金属銅の表面上への酸化物層(SiOx, CuO)の形成実験としての金属ケイ素と金属銅線の表面酸化については，電気炉中での酸素ガスによる酸化過程で行った。この加熱酸化実験では，電気炉内での加熱温度と雰囲気中の酸素濃度を変化させる事により種々の厚さをもつ層を形成出来た。SiOx層もしくはCu2O，CuO層の厚さは，円筒形試料の断面を既存の走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて観察出来た。得られた結果をもとに，酸化物層の最適な厚さについて検討した。3) 2)で作製した金属ケイ素と金属銅表面上の金属酸化物層の上へのCO2吸収層であるLi4SiO4とLi2CuO2の形成過程は，一見困難であるように予想されたが，容易に起こった。その理由としては，炭酸リチウムの融点が714℃近傍である事及び750℃以上の温度領域では融解した炭酸リチウムの粘性が著しく小さい事，さらに融解した炭酸リチウムとSiOxもしくはCuO間の反応が液相－固相間反応となり，その反応時間が固相－固相間反応よりも短くなった事が挙げられる。
|
