| 研究課題/領域番号 |
21H03664
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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64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
田之上 健一郎 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70293892)
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| 研究分担者 |
合田 公一 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10153743)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
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| キーワード | 半炭化 / クリンカー / シナジー効果 / バイオマス/廃プラ / バンブーマテリアル / 竹粒子燃焼 / バンブーセラミックス / 竹 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究課題１：微粒子化された竹粒子と廃プラスチックとの半炭化を200℃～400℃程度における温度で行う．高位発熱量を測定しその値から固体燃料中のプラスチック含有量を推定する．また，小さいサイズの半炭化竹粒子に，フェノール樹脂とシリカ微粒子を添加して混練し，1500℃ 以上で焼成し，SiCセラミックスを創製する．
研究課題２： 研究課題１で創製した半炭化燃料+酸化物微粒子の平面火炎による燃焼実験を実施する．実験後に灰の付着量を測定し，蛍光Ｘ線によって酸化物組成分析を行う．また，電子顕微鏡および元素マッピングにより，付着物中の高融点酸化物の散布状況について調査を行う．
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| 研究成果の概要 |
竹/廃プラの共熱分解で得られる固体燃料の最適条件は，粉砕性，HHV，エネルギー収率の観点から，TS = 623 K，wp = 10 wt%であり，HHVは30 MJ/kg以上となった．竹粉をPPに1 wt％の添加により，破断ひずみを大きくさせることに成功した．竹バイオマス燃焼時の灰付着はMgO添加によって，75%以上も低減できることが明らかとなった．一方，SiO2を添加した場合は，灰中に含まれるK2Oとの比率により融点が低くなり，灰付着量が増加した．CaO添加の場合は，燃焼時のチャーとの相互作用により低融点のCaCO3やCa(OH)2も生成されるため，灰付着の低減は出来なかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
バイオマスや廃プラスチックの燃料生成は，通常，800℃以上の高温操作で行われる．本研究により400℃程度の加熱でしかも石炭に匹敵する高カロリー燃料が生成されることが明らかとなった．また，MgOを1%添加するだけで，灰融点が大幅に上昇することも明らかとなった．このことから，本研究成果は，バイオマスボイラーの2つの大きな課題（１．低カロリー，２．低灰融点）を解決するものであり，また竹のマテリアル利用も鑑みながら，エネルギー資源のない日本においても有用なエネルギー生成法の一つになると考えられる．
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