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革新的エクセルギー回収およびプロセス統合による藻類を利用する高効率エネルギー生産

研究課題

研究課題/領域番号 16K18355
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関東京工業大学

研究代表者

アズイッズ ムハンマッド  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (40611190)

研究協力者 小田 拓也  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードエネルギー高効率化 / 藻類 / エクセルギー回収 / プロセス統合 / エネルギー生産 / 総理 / エネルギー効率化 / 再生可能エネルギー
研究成果の概要

本研究では、エクセルギー回収およびプロセス統合の二つの技術を同時に検討し、独創的な藻類によるエネルギー変換プロセスを提案する。対象となるシステムは発電および水素製造の両方となり、主に乾燥・ガス化・ケミカルルーピング・コンバインドサイクルで構成される。エクセルギー回収およびプロセス統合を同時に応用することで、システム全体のエクセルギー損失を最小化することができた。そのため、高いエネルギー効率(約64%)を持つ藻類によるエネルギー収集システムを構築することができた。
上記の行った研究から、研究成果として学術論文6件、国際学会8件、本章1件が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

藻類は光合成変換効率が非常に高く、バイオマス資源として活用することは重要である。国土の小さい日本は、バイオマスを生産するためには、海洋域等を有効に活用することが必要である。しかし、藻類を燃料として利用するに際し、エネルギー変換の過程には様々な課題があり、藻類を利用したエネルギー生産の実現の見通しは立っていない。大きな課題の一つとして、藻類の含水率が高いことが挙げられる。
本研究では、上記の課題を強く意識し、藻類由来のエネルギー生産に特化した革新的なエネルギー変換システムを提案した。非常に高い全エネルギー効率のシステムを構築することで、藻類によるエネルギー生産の実現性を高くできた。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] バンドン工科大学/Sebelas Maret大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] スウェーデン王立工科大学(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ガジャ・マダ大学/国立マラン大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ammonia production from algae via integrated hydrothermal gasification, chemical looping, N2 production, and NH3 synthesis2019

    • 著者名/発表者名
      Wijayanta Agung Tri、Aziz Muhammad
    • 雑誌名

      Energy

      巻: 174 ページ: 331-338

    • DOI

      10.1016/j.energy.2019.02.190

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Microalgae-based coproduction of ammonia and power employing chemical looping process2019

    • 著者名/発表者名
      Nurdiawati Anissa、Zaini Ilman Nuran、Amin Mohamad、Sasongko Dwiwahju、Aziz Muhammad
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Research and Design

      巻: 146 ページ: 311-323

    • DOI

      10.1016/j.cherd.2019.04.013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy-saving combination of N2 production, NH3 synthesis, and power generation2017

    • 著者名/発表者名
      Aziz Muhammad、Putranto Aditya、Biddinika Muhammad Kunta、Wijayanta Agung Tri
    • 雑誌名

      International Journal of Hydrogen Energy

      巻: 42 号: 44 ページ: 27174-27183

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2017.09.079

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cogeneration of power and H2 by steam gasification and syngas chemical looping2017

    • 著者名/発表者名
      Ilman Nuran Zaini, Muhammad Aziz
    • 雑誌名

      Applied Energy

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Power generation from algae employing enhanced process integration technology2016

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz
    • 雑誌名

      Chemical Engineering Research and Design

      巻: 109 ページ: 297-306

    • DOI

      10.1016/j.cherd.2016.02.002

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Highly Energy-Efficient Combination of Dehydrogenation of Methylcyclohexane and Hydrogen-Based Power Generation2018

    • 著者名/発表者名
      Firman B. Juangsa, Lukman A. Prananto, Takuya Oda, Muhammad Aziz
    • 学会等名
      21st Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction, PRES '18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Nitrogen Production and Conversion of Hydrogen to Ammonia2018

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Firman B. Juangsa, Farid Triawan, Asep B.D. Nandiyanto, Ade G. Abdullah
    • 学会等名
      21st Conference on Process Integration, Modelling and Optimisation for Energy Saving and Pollution Reduction, PRES '18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling of efficiently-integrated algal gasification, nitrogen production, ammonia synthesis, and power generation2018

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz
    • 学会等名
      2nd International Conference on Energy and Power, ICEP 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined superciritcal water gasification of algae and hydrogenation for hydrogen production and storage2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz
    • 学会等名
      International Conference on Technologies and Materials for Renewable Energy, Environment and Sustainability, TMREES17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined nitrogen production, ammonia synthesis, and power generation for efficient hydrogen storage2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Takuya Oda, Atsushi Morihara, Takao Kashiwagi
    • 学会等名
      World Engineers Summit - Applied Energy Symposium & Forum: Low Carbon Cities & Urban Energy Joint Conference, WES-CUE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of hydrogen from algae: Integrated gasification and chemical looping2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Ilman Nuran Zaini
    • 学会等名
      9th International Conference on Applied Energy, ICAE2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined dehydrogenation, and hydrogen-based power generation2017

    • 著者名/発表者名
      Lukman Adi Prananto, Muhammad Kunta Biddinika, Muhammad Aziz
    • 学会等名
      9th International Conference on Applied Energy, ICAE2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy-efficient conversion of microalgae to hydrogen and power2016

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Ilman Nuran Zaini
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Applied Energy (ICAE 2016)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Advances in Hydrogen Production and Storage, Chapter title: Algae to hydrogen: Novel energy-efficient co-production of hydrogen and power2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Ilman Nuran Zaini
    • 出版者
      Wiley-Scrivener
    • ISBN
      9781119283645
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Encyclopedia of Sustainability Science and Technolog, Chapter title: Hydrogen production from algal pathways2017

    • 著者名/発表者名
      Muhammad Aziz, Ilman Nuran Zaini
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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