| 研究課題/領域番号 |
13450328
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応・分離工学
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| 研究機関 | 福岡大学 (2002)
九州大学 (2001) |
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研究代表者 |
諸岡 成治 福岡大学, 工学部, 教授 (60011079)
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| 研究分担者 |
前田 英明 産業技術総合研究所, 九州センターマイクロラボ, 副ラボ長
加藤 貴史 福岡大学, 工学部, 講師 (10268980)
草壁 克己 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30153274)
山崎 吉一 福岡大学, 工学部, 助手 (20122757)
外輪 健一郎 九州大学, 工学研究院, 助手 (00336009)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
15,800千円 (直接経費: 15,800千円)
2002年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
2001年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
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| キーワード | マイクロリアクタ / 触媒反応 / 超小型燃料電池 / 高温気体分離膜 / ゼオライト膜 / パラジウム膜 / 一酸化炭素除去 / マイクロ流体力学 / マイクロ / 反応器 / 触媒 / 改質反応 / 水素 / メタノール / 無機膜 / ポンプ |
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| 研究概要 |
本研究は、超小型固体高分子型燃料電池での使用を目指して、水蒸気改質反応用のマイクロ触媒反応器を開発することを目的とするもので、2年の研究期間において以下の成果を得た。
(1)耐熱性、耐薬品性がある各種基板上に、マイクロチャンネルを作成するとともに、チャンネル壁面を修飾する手法を開発した。
(2)マイクロチャンネル壁を触媒担体で被覆し、金属触媒を担持する手法を開発した。
(3)複数のマイクロチャンネルに異なった触媒粒子を充填して反応させ、生成物を4重極MSで定量することによって、迅速に触媒評価を行うシステムを開発した。
(4)触媒用マイクロチャンネルを作成した基板の裏側にもマイクロチャンネルを作成し、加熱デバイスを組み込んで触媒反応に要する熱量を供給できる手法を開発した。また、この基板に温度センサを組み込むことにも成功した。
(5)3枚のシリコンウェハを基板として用いて、耐熱性があるピエゾ素子を3個貼り付け、駆動時間を制御することによって、液体用ポンプとした。基板には、加熱機能を有するエバポレータと触媒チャンネルを組み込み、上記ポンプで液体原料を供給して反応させるシステムとした。ポンプの吐出量は、超小型燃料電池の必要メタノール量を十分にまかなえるものであった。
(6)水蒸気改質で生成する一酸化炭素は固体高分子電極の触媒毒であるので、10ppmのレベルまで除去する必要があるが、Y型ゼオライト膜ならびにパラジウム膜を組み込むことによって、一酸化炭素の除去に成功した。Y型ゼオライト膜の場合は、一酸化炭素と同等量の酸素を供給して膜を透過させることで、超高選択性分離が達成できた。パラジウム膜の場合はマイクロチャンネルにパラジウム膜を直接張り込む手法を開発した。
以上の要素技術を総括し、原料供給、改質反応、CO除去を組み合わせた超小型水素製造システムに関して検討を加えた。
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