| 研究課題/領域番号 |
20K22336
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 米子工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
白石 僚也 米子工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (20780084)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 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 |
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 水素 / 高次炭化水素 / プラズマ / クリーンエネルギー / エネルギー変換 / 効率 / 炭化水素 / 混相流 / 持続型社会 / 再生可能エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではプラズマを用いて液体炭化水素の分解を行う. プラズマ法では分解時にCO2 が発生しない。また液体炭化水素は1 mol の水素を得るのに必要なエンタルピーが水や天然ガスと比較して 2～10 倍少ないため、超高効率製造が期待できる。従来の『液体中にプラズマを発生させる手法』ではプラズマの熱のほとんどが反応に使われず、周囲液体に拡散してしまい、高効率が得られないという問題があった。 本研究では、 原料液を狭小断熱容器内でミスト化することで上記の問題を解決し、 高効率化を図る。
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| 研究成果の概要 |
CO2フリーの高効率水素製造法を開発することを目的に、キャリアガス(メタン)を用いて液体水素原料(n-ドデカン及びメタノール)を微細化し、プラズマを用いてこれらを分解した。その結果、CO2排出なしに、従来の液中プラズマ法の効率の２倍に当たる 0.26 Nm3/kWhの効率が得られた。効率が向上した理由は、キャリアガスを用いたことで原料供給速度を一定にできたうえ、原料を微細化したことで反応面積が増加したためである。また、効果的な熱回収システム導入により更に効率を向上できる可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現行の工業的水素製造法である水蒸気改質法はCO2排出を伴う。これに対し、本研究の手法はCO2排出を伴わない水素製造が可能である。また、本研究で得られた知見は超高効率水素製造実現のために有益であり、将来的に水素製造のためのエネルギーコストを低下させることで、持続型社会実現に向けた水素エネルギー普及に役立つ。
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