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カチオン特異過剰なフェライトを用いる集光太陽熱のソーラー水素転換技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19206106
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
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

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)

研究分担者 阿部 正紀  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70016624)
北本 仁孝  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 准教授 (10272676)
金子 宏  東京工業大学, 炭素循環エネルギー研究センター, 特任准教授 (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, 助教 (30361801)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2008年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2007年度: 36,010千円 (直接経費: 27,700千円、間接経費: 8,310千円)
キーワードエネルギー生成 / 変換 / カチオン特異過剰フェライト / 集光太陽熱 / 急速加熱 / Frenkel型格子欠陥 / 酸素放出反応 / ソーラー水素生産 / ロータリー式太陽反応炉 / 固体物理化学解析 / 集光ビーム / メスバウアー / Frencke1欠陥構造 / YSZ固溶体 / セリア系化合物 / ロータリー型太陽反応炉 / CSIRO計画
研究概要

集光太陽ビームをセラミックスに照射し1300-1600℃に急速加熱すると、特殊な反応中間体を経由し、空気酸素分圧下で酸素放出反応が進行することを世界で初めて明らかにし、この反応で生成したセラミックス還元体が水を分解(水素生成過程)することを見出した(特開2008-094636)。これを用いるソーラー水素生産の実用化に向け、ロータリー式太陽反応炉およびビームダウン式集光システムの開発を行った。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (16件) 図書 (2件) 備考 (4件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Cerium ion redox system in CeO_2-xFe2O_3 solid solution at high temperatures (1273-1673K) in the two-step water splitting reaction for solar H_2 generation2008

    • 著者名/発表者名
      H. kaneko, 他3名, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci 43

      ページ: 3153-3161

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step water splitting process with solid solution of YSZ and Ni-ferrite for solar hydrogen production2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ishihara, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Solar Energy Eng 130

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step water splitting process at 1273-1623K with YSZ-iron oxide solid solution via co-precipitation process and solid state reaction2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ishihara, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Energy 33

      ページ: 1788-1793

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerium ion redox system in CeO_2-xFe_2O_3 solid solution at high temperatures(1273-1673K) in the two-step water splitting reaction for solar H_2 generation2008

    • 著者名/発表者名
      H. kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura, et al.
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. 43

      ページ: 3153-3161

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step water splitting process with solid solution of YSZ and Ni-ferrite for solar hydrogen production2008

    • 著者名/発表者名
      H. Ishihara, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Solar Energy Eng. 130

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solar Hybrid Fuel Production with Co-production of Methanol and Metal Mg2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaura, H. Ishihara, K. Oouchi, H. Kaneko
    • 雑誌名

      Proceedings of 14th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cerium ion redox system in CeO_2-xFe_2O_3 solid solution at high temperatures (1273-1673K)in the two-step water splitting reaction for solar H_2 generation2008

    • 著者名/発表者名
      H. kaneko, H. Ishihara, S. Taku, Y. Naganuma, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. 43

      ページ: 3153-3161

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Rotary-type Solar Reactor for Solar H_2 Production with Two-step Water Splitting Reaction2008

    • 著者名/発表者名
      H. Kaneko, H. Fukuzumi, H. Ishihara, S. Taku, Y. Naganuma, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Proceedings of 14th International Symposium on Concentrating Solar Power and Chemical Energy Technologies (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Fe doping on photoluminescence of yttria-stabilized zirconia2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nakajima, 他4名, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Alloys Compd 411

      ページ: 255-258

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rotary-type Solar Reactor for Solar Hydrogen Production with Two-step Water Splitting Process2007

    • 著者名/発表者名
      H. Kaneko, 他6名, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Energy & Fuels 21

      ページ: 2287-2293

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ce-Zr 系酸化物を用いた二段階水分解反応によるソーラー水素生産( Two-step water splitting Reaction with Ce-Zr Oxide system for solar hydrogen production)2007

    • 著者名/発表者名
      S. Taku, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Eco-Engineering 19(4)

      ページ: 255-262

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Fe doping on crystalline and optical properties of yttria-stabilized zirconia2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nakajima, K. Itoh, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids 68

      ページ: 1946-1950

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Fe doping on photoluminescence of yttria-stabilized zirconia2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nakajima, H. Ishihara, Q. Shen, T. Toyoda, K. Itoh, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Alloys Compd. 41

      ページ: 255-258

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ce-Zr系酸化物を用いた二段階水分解反応によるソーラー水素生産2007

    • 著者名/発表者名
      S. Taku, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Eco-Engineering 19(4)

      ページ: 255-262

    • NAID

      10019786866

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Fe doping on crystalline and properties of yttria-stabilized zirconia2007

    • 著者名/発表者名
      H. Nakajima, K. Itoh, H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids 68

      ページ: 1946-1950

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of reactivity of NiFe2O4 in two-step water splitting reaction using binary phase system of CeO_2-NiFe_2O_4

    • 著者名/発表者名
      Y. Naganuma, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      rans. Mater. Res. Soc. Japan (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactive ceramics of CeO_2-ZrO_2 for H_2-generation by two-step water splitting reaction using concentrated solar thermal energy

    • 著者名/発表者名
      S. Taku, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Japan (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric conductivity and reactivity of the CeO_2-ZrO_2 solid solution at high temperature for O2-releasing step

    • 著者名/発表者名
      C. Lee , 他5名, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Japan (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactivity and XAFS study on (1-x)CeO_2-xNiO (x = 0.025-0.3) system in the two-step water-splitting reaction for solar H_2 production

    • 著者名/発表者名
      H. Kaneko, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. Solids (in press)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step water splitting process with solid solution of YSZ and Ni-ferrite for solar hydrogen production

    • 著者名/発表者名
      H. Ishihara, H. Kaneko, N. Hasegawa, Y. Tamaura
    • 雑誌名

      J. Solar Energy Eng. (In press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simultaneous Production of H_2 and O_2 with Rotary-type Solar Reactor (Tokyo Tech Model) for Solar Hybrid Fuel2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaura, H. Kaneko, 他3名, N. Hasegawa
    • 学会等名
      Proceedings of ES2008, 2nd International Conference on Energy Sustainability
    • 発表場所
      Jackonsville, Florida
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Simultaneous Production of H_2 and O_2 with Rotary-type Solar Reactor (Tokyo Tech Model)for Solar Hybrid Fuel2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaura, H. Kaneko, N. Hasegawa, et al.
    • 学会等名
      2nd International Conference on Energy Sustainability
    • 発表場所
      Jackonsville, Florida
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 東工大式ビームダウン集光太陽熱発電のアブダビプロジェクト2008

    • 著者名/発表者名
      玉浦裕, 金子宏, 石原英之, 湯浅実
    • 学会等名
      第24回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 発表場所
      虎ノ門パストラル,東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酸素ガスを用いたMgO-Coalシステムによるソーラーハイブリッド燃料生産2008

    • 著者名/発表者名
      石原英之, 大内圭, 金子宏, 岡本崇史, 玉浦裕
    • 学会等名
      第24回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 発表場所
      虎ノ門パストラル,東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 格子欠陥反応中間体を利用するニッケルフェライト二段階水分解反応2008

    • 著者名/発表者名
      金子宏, 長沼祐樹, 石原英之, 福角浩昭, 多久俊平, 大内圭, 長谷川紀子, 玉浦裕
    • 学会等名
      第24回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス
    • 発表場所
      虎ノ門パストラル,東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] The Reactive Ceramics for Solar H_2 Production by Rotary Type Solar Reactor with Two Step Water Splitting2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tamaura, H. Kaneko, H. Ishihara, S. Taku, Y. Naganuma, H. Fukuzumi
    • 学会等名
      16th International Symposium on the Reactivity of Solids
    • 発表場所
      University of Minnesota, Minneapolis
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] CeO_2-NiO固溶体を用いた二段階水分解ソーラー水素生成反応2007

    • 著者名/発表者名
      金子宏, 石原英之, 多久俊平, 長沼祐樹, 福角浩昭, 大内圭, 長谷川紀子, 玉浦裕
    • 学会等名
      第27回水素エネルギー協会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 二号機ロータリー式太陽反応炉(東工大提案)を用いたソーラー酸素・水素同時生産2007

    • 著者名/発表者名
      福角浩昭, 金子宏, 石原英之, 多久俊平, 長沼祐樹, 大内圭, 玉浦裕
    • 学会等名
      第27回水素エネルギー協会大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀,東京
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Solar Hybrid Fuel Production Using MgO-Coal System with Oxygen Gas2007

    • 著者名/発表者名
      H. Ishihara, K. Ouchi, H. Kaneko, T. Okamoto, Y. Tamaura
    • 学会等名
      International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems
    • 発表場所
      Kyoto Research Park, Kyoto
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ce-Zr系酸化物を用いた二段階水分解ソーラー水素生産2007

    • 著者名/発表者名
      多久俊平, 石原英之, 福角浩昭, 金子宏, 長谷川紀子, 玉浦裕
    • 学会等名
      2007生態工学会年次大会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ロータリー式太陽反応炉(東工大提案)の二号機開発2007

    • 著者名/発表者名
      石原英之, 福角浩昭, 長沼祐樹, 多久俊平, 長谷川紀子, 金子宏, 玉浦裕
    • 学会等名
      2007生態工学会年次大会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ニッケルフェライト系二段階水分解反応のロータリー式太陽反応炉への適用2007

    • 著者名/発表者名
      金子宏, 長沼祐樹, 石原英之, 多久俊平, 長谷川紀子, 玉浦裕
    • 学会等名
      2007生態工学会年次大会
    • 発表場所
      岐阜大学,岐阜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 東工大式ビームダウン集光太陽熱発電のアブダビプロジェクト2007

    • 著者名/発表者名
      玉浦裕, 宇多村元昭, 金子宏, 石原英之, 長谷川紀子
    • 学会等名
      平成19年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ロータリー式太陽反応炉二号機(東工大提案)を用いた二段階水分解による水素生産2007

    • 著者名/発表者名
      石原英之, 福角浩昭, 長沼祐樹, 多久俊平, 金子宏, 玉浦裕
    • 学会等名
      平成19年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] CeO_2-ZrO_2系反応性セラミックスを用いた二段階水分解反応によるソーラー水素生産2007

    • 著者名/発表者名
      多久俊平, 長沼祐樹, 大内圭, 金子宏, 玉浦裕
    • 学会等名
      平成19年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ニッケルフェライトの格子欠陥型反応中間体を用いた二段階水分解反応2007

    • 著者名/発表者名
      長沼祐樹, 金子宏, 石原英之, 多久俊平, 福角浩昭, 大内圭, 玉浦裕
    • 学会等名
      平成19年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー協会合同研究発表会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 太陽エネルギー有効利用最前線(664頁), ISBN978-4-86043-154-92008

    • 著者名/発表者名
      玉浦裕, 他(全62名)
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] 太陽エネルギー有効利用最前線(664頁), 総論太陽エネルギー利用の可能性と技術課題, 第2編ソーラー水素生産, 第3編太陽熱発電技術, 第5編太陽エネルギー利用の動向と普及のための取り組2006

    • 著者名/発表者名
      玉浦裕, 他61名
    • 総ページ数
      664
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス,
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 玉浦裕, 焦点探訪 UAEで太陽熱発電実証プラント 鏡で反射、場所の制約なし, 平成20 年9 月25 日, 日経産業新聞

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 玉浦裕, 太陽熱発電UAE に設置 平成20年1 月18 日(夕), 朝日新聞

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考] 玉浦裕, 地球異変「石油後」探る中東環境意識し投資の半面エネルギー消費は激増, 平成20年11月25日, 朝日新聞

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.chemistry.titech.ac.jp/~tamaura/tamaura/content.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 反応性セラミックスおよびその製造方法、ならびに水素製造方法および水素製造装置2008

    • 発明者名
      多久俊平, 玉浦裕
    • 産業財産権番号
      2008-114899
    • 出願年月日
      2008-07-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 水素製造方法、水素製造装置および金属酸化物2008

    • 発明者名
      玉浦裕, 金子宏
    • 公開番号
      2008-094636
    • 取得年月日
      2008-04-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 合成ガス・マグネシウムコプロダクションプロセスMagnesium Metal Production by Carbothermic Process Using Oxygen Gas2007

    • 発明者名
      玉浦裕, 岡本崇史, 金子宏, 石原英之
    • 権利者名
      東京工業大学
    • 出願年月日
      2007-09-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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