高温型プロトン導電体による減圧雰囲気への水素の直接回収

• 研究課題/領域番号: 21760693
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核融合学
• 研究機関: 核融合科学研究所
• 研究代表者: 田中 将裕 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (00435520)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 燃料・ブランケット / トリチウム回収 / プロトン導電体 / 水素抽出 / 減圧雰囲気 / 水素ポンプ / 交流インピーダンス法 / 電荷移動 / ガス拡散

研究概要

核融合炉燃料回収への適用を目的として、高温型プロトン導電体の減圧下での水素ポンプ特性を研究した。陰極側圧力を変えて水素抽出を行ったところ、数kPaから数十kPa付近で最適な水素ポンプ条件が得られた。次に、交流インピーダンス法により物質移動を評価した。その結果、固体内のバルク、粒界面抵抗は圧力に依存しないが、電極内部のガス拡散抵抗に係る分極抵抗が減圧下で減少した。このことから電極内部のガス拡散が、物質移動に影響することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Extraction of hydrogen into vacuum by electrochemical hydrogen pump for hydrogen isotope recovery (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka
  • 雑誌名: Fusion Engineering and Design 巻: (掲載受理) 号: 7-8 ページ: 1065-1069
  • DOI: 10.1016/j.fusengdes.2012.02.082
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of hydrogen and tritium using high-temperature proton conductor for tritium monitoring (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Sugiyama, T. Ohshima and I. Yamamoto
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: Vol.60 ページ: 1391-1394
  • URL: http://www.new.ans.org/pubs/journals/fst/a_12690.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of hydrogen and tritium using high-temperature proton conductor for tritium monitoring (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka, T.Sugiyama, T.Ohshima, I.Yamamoto
  • 雑誌名: Fusion Science and Technology 巻: 60 ページ: 1391-1394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical hydrogen pump using a high temperature type proton conductor under reduced pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Plasma Fusion Research SERIES 巻: Vol.9 ページ: 352-357
  • URL: http://www.jspf.or.jp/JPFRS/index_vol9-2.html.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical hydrogen pump using a high temperature type proton conductor under reduced pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka
  • 雑誌名: J.Plasma Fusion Res.SERIES 巻: 9 ページ: 352-357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Hydrogen Pump using a High Temperature Type Proton Conductor under Reduced Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Plasma and Fusion Research series Vol.9(掲載確定)
  • 査読あり
• [学会発表] Extraction of hydrogen into vacuum by electrochemical hydrogen pump for hydrogen isotope recovery (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka
  • 学会等名: 10th International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: Portland, USA
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Extraction of hydrogen into vacuum by electrochemical hydrogen pump for hydrogen isotope recovery (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Tanaka
  • 学会等名: 10^<th> International Symposium on Fusion Nuclear Technology
  • 発表場所: 米国オレゴン州ポートランド(Poster session 2, No.054)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Extraction of hydrogen and tritium using a high temperature type proton conductor for tritium monitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka, T. Sugiyama, T. Ohshima, and I. Yamamoto
  • 学会等名: 9th International Conference on Tritium Science and Technology
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] Extraction of hydrogen and tritium using a high temperature type proton conductor for tritium monitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka, T.Sugiyama, T.Ohshima, I.Yamamoto
  • 学会等名: 9^<th> International Conference on Tritium Science and Technology
  • 発表場所: 奈良(1A05-04)
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] 高温型プロトン導電体による水素抽出における陰極側圧力依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中将裕、大島智子
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 高山市
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] 高温型プロトン導電体による水素抽出における陰極側圧力依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中将裕、大島智子
  • 学会等名: 第8回核融合エネルギー連合講演会
  • 発表場所: 高山(10A-68P)
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] Electrochemical hydrogen pump using a high temperature type proton conductor under reduced pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tanaka
  • 学会等名: 7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association
  • 発表場所: Aomori, Japan
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Electrochemical Hydrogen Pump using a High Temperature Type Proton Conductor under Reduced Pressure (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Tanaka
  • 学会等名: 7th General Scientific Assembly of the Asia Plasma and Fusion Association
  • 発表場所: 青森市
  • 年月日: 2009-10-27