| 研究課題/領域番号 |
19H02507
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
山本 剛 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20321979)
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| 研究分担者 |
岸田 昌浩 九州大学, 工学研究院, 教授 (60243903)
松下 洋介 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (80431534)
松根 英樹 九州大学, 工学研究院, 助教 (10380586)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | マイクロ波プラズマ / 支援燃焼プロセス / バイオガス / 数値シミュレーション / 二次元分光計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは高密度・高均一性のマイクロ波プラズマを火炎に重畳し，既往の研究よりも優れた燃焼促進効果を示すと共に，プラズマ形成領域を拡大し火炎全体に重畳することでさらなる燃焼促進効果を得た．これにより大きな燃焼器への適用，廃棄物や低品位燃料への応用が期待できるが，その実現に向けては軸方向に対して時々刻々と変化する燃焼反応を追随し，燃焼反応機構を明らかにすることが必要不可欠である．本研究では，分光計測法を駆使した実験とプラズマケミカル反応論的アプローチによる数値解析を実施し，本法の燃焼メカニズムを明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
バイオガスはカーボンニュートラル燃料であるが，その成分は，メタン約60％，二酸化炭素約40%と可燃分が少ない低品位燃料である．そこで研究代表者らは，マイクロ波プラズマ支援燃焼法を開発し，バイオガスの部分酸化改質に適用した．その結果，バイオガス中のメタンを水素と一酸化炭素に改質するだけではなく，発熱量の無い二酸化炭素から発熱量を有する一酸化炭素を生成することで，バイオガスのアップグレードに成功した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオガスは，その燃焼により排出された二酸化炭素が地球温暖化ガスとしてカウントされないカーボンニュートラル燃料であるが，成分として二酸化炭素が多く発熱量が低いため，燃焼し難い燃料である．研究代表者らが開発したマイクロ波プラズマ支援燃焼法により，バイオガスのアップグレードを行うことで燃焼し易い燃料となり，様々な用途に使用可能となる．これらの成果は二酸化炭素の削減に貢献し，地球温暖化の抑制につながるものである．
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