| 研究課題/領域番号 |
13558054
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
プラズマ理工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
関口 秀俊 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50226643)
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| 研究分担者 |
別所 正博 三菱重工業(株), 名古屋研究所, 研究員
鈴木 正昭 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70114874)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
10,200千円 (直接経費: 10,200千円)
2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2002年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2001年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
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| キーワード | マイクロ波プラズマ / 水蒸気 / 改質 / 水素 / 炭化水素 / 小型化 / ヘキサン / システム計算 |
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| 研究概要 |
ここでは、燃料電池自動車用車載型水素供給装置の開発を念頭に、大気圧マイクロ波水蒸気プラズマを利用してガソリン改質を行い、水素を製造する方法について研究を行った。まず、水蒸気プラズマの点火・維持の実験では、点火にはアルゴンなどのガスでプラズマを点火させた後に水蒸気に切り替えること、安定に維持するためにはガスを円周方向に導入することが良いことがわかった。この結果を基に、ガソリン疑似物質としてn-ヘキサン、i-オクタンの改質実験を行った。プラズマ分光分析の結果、水蒸気と炭化水素はプラズマ中で解離していることが確認され、また、どちらの炭化水素の場合も、生成ガスに水素と一酸化炭素が高濃度で存在しており、改質が行われていることが確認された。また、得られた実験結果を基に、プロセスシミュレータによりプロセス計算を行い、エネルギー変換効率を算出した結果、効率は既存の改質方法よりも低く、車載する場合には、プラズマトーチの改良など、さらに効率を上げる工夫が必要と示唆された。本研究の総括として、ここで提案した改質法の特徴には、(1)マイクロ波電源等の装置の大きさを勘案すると従来法と比較して十分に小型化が達成できること、(2)触媒無しでの改質が可能であり、メインテナンスの容易さや安定性・耐久性に優れていること、(3)プラズマ発生と共に瞬時に改質が行われ、応答性・始動性に優れていること、(4)ヘキサン、イソオクタンを利用しても問題なく改質が行われたことから、対応できる原料の多様性があること、(5)原料中の酸素・炭素比(O/C)を小さく出来るため、燃料電池燃料にふさわしい条件となる高水素濃度が達成でき、また燃料1mol当たりの水素製造量が高いこと、の結論を得た。
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