| 研究課題/領域番号 |
17206100
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
玉浦 裕 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 教授 (00108185)
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| 研究分担者 |
芳澤 善男 (吉澤 善男) 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00016627)
金子 宏 東京工業大学, 理学部, 助手 (90323774)
長谷川 紀子 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 助手 (30361801)
児玉 竜也 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60272811)
中島 啓光 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 非常勤研究員 (60399409)
布施 明徳 東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 非常勤研究員
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円)
2006年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2005年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
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| キーワード | ロータリー反応炉 / ビームダウン集光系 / クロスビーム型ヘリオスタット / ニッケルフェライト / CGソフト / 反応性セラミクス / 酸素放出 / 自己姿勢認識型 / 集光太陽熱 / 二段階水分解プロセス / ソーラー水素 / ロータリー式太陽反応 / カチオン過剰型スピネ / ビームダウン集光シス / 反応性セラミックス / クロスビーム型集光システム / 回転反応炉 / Ni,Mn-フェライト / ガスシールセパレーター / 多重リング型タワー反射 / 自己姿勢認識型ヘリオス / GPS法 |
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| 研究概要 |
1kWロータリー反応炉で単純な3工程運転の可能性を見出し、これに基づき10kWローター反応炉の設計・試作を行った。さらに実用化に向けた50kW回転反応炉の開発設計にはビームダウン集光系の地上焦点のフラックス分布を検討する必要があり、そのためのシミュレーター開発を行った。また、多重リング型タワー反射鏡を用いたビームダウン方式における集光flux分布計算手法を開発し、CGと連携させるビームダウン集光システムの3D表現化のCGソフト開発を行った。これらを基にして自己姿勢認識型ヘリオスタットの実用化規模の1/5スケール(2mx2m)の設計・試作を行った(特許出願)。2年目は前年度に開発したロータリー反応炉のスケールアップ開発を目的として、二号機(ローター直径50cm)の設計・開発・試作を行い、ニッケルフェライトによる性能試験を行った。その結果、ニッケルフェライトに集光ビーム(赤外イメージ炉)を急速照射すると非平衡状態でFrenkel欠陥フェライトが反応中間体として形成し、高酸素分圧下(空気中)において酸素放出してカチオン過剰型スピネル構造を形成することから集光太陽熱を吸熱化学反応に利用してカチオン過剰型スピネル構造を経由するソーラー水素生産の実用への道を開いた。さらに高温耐熱性能のある反応性セラミックスとしてYSZおよび酸化ジルコニウムをベースとした固溶体を合成し、これらが二段階水分解プロセスを熱安定運転できることを明らかにした。集光システムとしては東工大式ビームダウン集光システムの開発を進め、(1)多重リング中央反射鏡を用いた集光システムのシミュレーター、(2)20MW太陽熱発電システムの設計、(3)集光システム用クロスビーム型ヘリオスタットの設計・試作、を行った。さらに、さらにこれらの開発技術)をソーラーハイブリッド燃料生産システムとしての実用化を目指し、オーストラリアCSIROとの国際共同開発AP6プロジェクトを立ち上げた。
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