| 研究課題/領域番号 |
19K04212
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 横浜国立大学 |
|---|
研究代表者 |
奥山 邦人 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60204153)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
|
|---|
| キーワード | 熱工学 / 多孔質粒子層 / 液体燃料 / 水素生成 / パッシブプロセス / スケールアップ / 毛管力 / メタノール |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
触媒を担持した多孔質粒子の充填層反応管に液体メタノールを含侵させ加熱すると, 水素を含むガスが連続的に発生するようになり, 化学再生によるエネルギー変換効率の向上などに資する。
しかし, 機器の規模の増大とともに反応温度に達した乾燥域の内部に反応温度より低い蒸発域が入り込んでしまう。
本研究は, このようなパッシブ型水素反応器について, 実験及び理論解析をもとに, プロセス効率を低下させることなくスケールアップするための設計の指針を構築することを目的とする。
|
| 研究成果の概要 |
多孔質の機能を活用して, 熱源からの熱のみにより, 液体燃料から水素を連続発生させるパッシブプロセスにおいて, 処理量の増大とともに必要な多孔質層厚さが大きくなると, 乾燥域（反応域）に比べ温度の著しく低い液相域や気液二相域が上部の乾燥域内部に入り込み, 反応収率が大きく低下することが想定される。本研究では, 層径の増大により二次元分布が顕著となる過程を基礎的実験により把握し, 併せて現象に即した物理モデルに基づく検討を行うことにより, プロセス効率を低下させることなくスケールアップするための設計の指針を得ることを目的として研究を行った。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の提案プロセスは, 加熱蒸発により増進される毛管力により多孔質粒子充填層触媒反応器内に誘起される原料供給と生成物排出の流れを利用して, 液体燃料から水素をパッシブに発生させるものであり, 既存の機器・設備等に密着設置でき, 機器の廃熱を燃料の加熱・蒸発・反応に利用できる。燃料電池などの燃料の改質, 燃焼に伴うエクセルギー損失の低減, 廃熱による水素生産, エネルギー変換器の化学再生すなわち一種の化学増熱による高効率化など, エネルギー技術の発展に寄与するものと考えられる。
|
