| 研究課題/領域番号 |
17H01376
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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 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
児玉 竜也 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60272811)
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| 研究分担者 |
長瀬 慶紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (90180489)
石井 知彦 香川大学, 創造工学部, 教授 (90285718)
清水 忠明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10211286)
Bellan Selvan 新潟大学, 研究推進機構, 助教 (50785293)
曹 賢石 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (70773919)
金子 宏 宮崎大学, 工学部, 教授 (90323774)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2019年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2018年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2017年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | 太陽熱 / 水分解 / 水素製造 / 熱化学サイクル / 反応器 / 反応性セラミック / エネルギー転換 / 再生可能エネルギー / 太陽集熱 / ソーラー反応器 / 水素 / 太陽集光 / 触媒 / ソーラー水素 / 集光器 / 触媒・化学プロセス |
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| 研究成果の概要 |
高温の太陽集熱（1100～1500℃）を利用し、反応性セラミックの酸化還元系による2段階水熱分解サイクルによって水素を製造する反応システムとして、大型用(0.5-50MWth)の粒子流動層式と、小型用(50kWth)の発泡体デバイス式の、２つの反応システムのプロトタイプを、3-100kWthの反応器試験等と数値解析から設計した。低温活性型反応性セラミックのマンガンドープセリア等を利用して、流動層反応器用には流動性の優れた真球状微粒子を、デバイス式反応器用には円錐型発泡体デバイスを合成し、従来のベンチマークである非ドープセリアのものを大きく上回る反応活性を持たせることに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
海外の太陽日射が豊富なサンベルトでは太陽集光システムにより1500℃近い太陽集熱が得られる。本研究では、この高温太陽熱を利用して水熱分解サイクルによりソーラー水素を製造する反応システムのプロトタイプの設計を行った。3～100kWthの反応器試験等を行って、得られた結果に基づく数値解析により設計を完成させた。広大な敷地で利用する大型用(MWth級)と、建物の屋上等で利用できる小型用(数十kWth級)の2つのタイプの設計を行っており、様々な状況での利用できる。本研究を発展させれば、豪州等のサンベルトの豊富な太陽エネルギーを水素に転換し、水素キャリア－によって日本へタンカー輸送できると期待される。
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