| 研究課題/領域番号 |
15360509
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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 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
児玉 竜也 新潟大学, 工学部, 教授 (60272811)
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| 研究分担者 |
清水 研一 新潟大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (60324000)
安藤 秀征 黒崎播磨(株), 技術開発企画部, 担当部長(研究職)
佐藤 信博 黒崎播磨(株), ファインセラミックス事業部PFCグループ, グループ長(研究職)
水野 修 住友電工(株), 伊丹研究所プロジェクト推進部, 主査(研究職)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
12,900千円 (直接経費: 12,900千円)
2004年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2003年度: 6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
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| キーワード | 集光太陽熱 / 水素エネルギー / 水の熱分解 / 熱化学リサイクル / メタン改質 / エネルギー転換 / 改質器 / 発泡体触媒 / 熱化学サイクル / 触媒 / ソーラー |
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| 研究概要 |
中・高温の太陽集熱を水素に転換する下記の2つの反応プロセスについて新規触媒デバイスの開発を行った。
1.高温(1000〜1500℃)用の反応性セラミックによる水の熱分解サイクル
M_xO_y=M_xO_<y-δ>+δ/2O_2(高温酸素放出反応)
M_xO_<y-δ>+δH_20=M_xO_y+δH_2(低温水分解反応)
高活性微粉体で発泡構造体に担持可能な反応性セラミックの開発を行い、さらに、微粉体をセラミック発泡構造体に担持し触媒デバイス化を行った。
1)高活性反応セラミックとしてフェライト/単斜晶ジルコニア担持体を見出しており、Fe_3O_4⇔FeOの相転移が担体上で起こり水分解が進行する。活性を向上させるドープ種を検討し、Niドープで高い反応効率(70%)が達成できた。
(2)フェライト/立方結晶ジルコニア担持体では、FeO固溶型ジルコニアが生成し、これが水分解に寄与するという新しい反応機構が発見された。この機構により鉄酸化物の融解・焼結による失活が回避され、サイクル反応性が向上することが見出された。
(3)反応性セラミックをSiC、及びZrO_2発泡構造体に20wt%以上担持した触媒デバイスを作製することができた。今後は本研究の成果を踏まえ、デバイスの反応試験を行う。
2.中温(500〜1000℃)用の天然ガス(メタン)の吸熱改質反応による水素製造
CH_4+2H_2O=3H_2+CO_2(吸熱メタン改質触媒反応)
Ru/Al_2O_3担持Ni-Cr-Al合金発泡体触媒デバイスを高活性化する合成条件を見出した。さらに14cm径に大型化し、大型太陽炉で集光照射し、デバイスの熱的な特性評価を行った。従来のセラミック発泡体によるものと比較し、より高い熱伝導性を持つことからデバイス中心のオーバーヒートが回避され、全体に渡ってより均一な温度分布が達成されることが見出された。これは反応・エネルギー効率向上に大きく寄与する。
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