| 研究課題/領域番号 |
18K04826
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
蘆田 隆一 京都大学, 工学研究科, 講師 (80402965)
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| 研究分担者 |
河瀬 元明 京都大学, 工学研究科, 教授 (60231271)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 高効率発電 / バイオマス / 化学エネルギー変換 / 電気化学反応 |
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| 研究成果の概要 |
バイオマスや褐炭によりVO2+のような液相中の金属イオンを還元し，還元された金属イオンを空気中の酸素で酸化する際に電力を得る新規高効率発電法を提案した。提案法実現のために鍵となるバイオマス，褐炭とVO2+の酸化還元反応について，反応挙動を調べたところ，250 °C以下でユーカリ，褐炭によるVO2+の還元が確認され，ユーカリの場合125 °Cという低温下においても反応が進行することが明らかとなった。また，反応速度を定式化し，本反応の反応器サイズを，発電容量が同等の火力発電のボイラーサイズと同程度にできることを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱機関を利用した従来の発電方法によるバイオマス，褐炭からの発電効率は10～30 %程度と低く，バイオマス，褐炭発電が普及しない大きな一因となっている。本研究で開発した方法の理論発電効率は81 %で，種々の損失を考慮しても50 %以上の高効率を実現可能であり，バイオマス，褐炭発電の普及に貢献できる。また本法では，CO2の生成を伴うバイオマス，褐炭の酸化反応に空気を直接用いないことから，空気中の窒素ガスが排ガスのCO2に混入しない。よって，CO2の分離回収に余分なエネルギー，コストがかからない。さらに，電力需要変動に応じた柔軟な発電が可能であるというメリットも有する。
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