| 研究課題/領域番号 |
19H02658
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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31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
郷右近 展之 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20361793)
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| 研究分担者 |
清水 忠明 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10211286)
長瀬 慶紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (90180489)
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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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 高温太陽熱 / バイオマス / 水素製造 / 合成ガス製造 / 炭素資源 / 熱分解・ガス化プロセス / エネルギー変換 / 水素エネルギー / 熱分解 / ガス化 / 合成ガス / 水素 / 未利用炭素資源 / 流動層 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界の太陽日射量の豊富なサンベルト地域で大型タワー型太陽集光システムによる太陽熱発電が実用化されている。このシステムで得られる高温太陽集熱の水素エネルギー転換を目的として，SolarPACES加盟の欧米諸国では，次世代技術として「炭素資源の太陽熱ガス化による水素製造システム」開発が行われている。本研究では、大型化に対応できる太陽熱ガス化水素製造システムのプロトタイプの開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
研究目的は太陽日射の良い海外のサンベルトで得られる～1000℃の高温太陽集熱を利用し、未利用炭素資源を連続供給しながら高温熱で熱分解・ガス化を行う「炭素資源供給型の流動層ソーラーガス化水素製造システム」の開発である。研究成果は、１）5kWth反応器システムの設計と反応システムの試行、集光シミュレーターによる熱分解性能試験・評価、２）未利用炭素資源としてコーヒー残渣による熱分解温度の探査・評価、３）5kW流動層反応システムを用いて疑似太陽集光照射による昇温試験・熱分解・ガス化試験、４）炭素資源の連続供給系の実験的検証、５）炭素資源の連続供給系を備えた反応器システムによるガス化運転試験である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽熱ガス化水素製造システムはバッチ式反応器が主流であり、炭素資源を連続供給しながら熱分解・ガス化を行う反応システムは開発例が限られている。炭素資源としては、飲料コーヒー廃棄物のコーヒー残渣に注目した。コーヒー残渣は埋め立て処理や廃棄物として燃焼され、CO2排出の一因になっている。コーヒー残渣はリグニンとセルロースを多く含むことから、熱化学的変換（熱分解やガス化など）や生物化学的変換（メタン発酵など）によるバイオ燃料生産やバイオリファイナリー技術が研究されてきた。しかし、疑似太陽集光照射によるコーヒー残渣の熱分解および水蒸気ガス化による水素製造は報告例がなく、本研究が最初の開発事例である。
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