| 研究課題/領域番号 |
21K05265
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 一般財団法人ファインセラミックスセンター |
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研究代表者 |
高橋 誠治 一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 特任主席研究員 (90236290)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 水素製造 / ガス分離 / 多孔体 / アルミナ / 水素 / 分離 / 噴霧熱分解 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水素は主に水蒸気改質反応により合成され、圧力スウィング法や低温蒸留法により分離され、商用化されている。より効率的に水素を分離する新方法の一つとして、数十nmの孔径の多孔体中で、水素と二酸化炭素を非常に低コストで分離する研究がなされている。均一孔径で高気孔率の多孔体を作製することが困難であることから実用化が困難となっている。申請者らは、多孔質球状粒子を原料として用いることで、高気孔率でサブミクロンの孔径を有するアルミナ多孔体の合成に成功している。この技術を応用展開することで、上記の高透過率の水素分離多孔体に適合可能かを検討する。
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| 研究成果の概要 |
多孔体の成分として、構造セラミックスとして実績のあるアルミナを用いた。アルミナ多孔質球状粒子は噴霧熱分解法で合成した。原料として、硝酸アルミニウム９水和物、クエン酸、アンモニア水をもちいて、溶液を超音波振動子によってミスト化する。ミストを一定流量の空気で、高温に保持した電気炉に導入し、出口側に用意した捕集器で粒子を回収する。粒子を仮焼後、成形し、1100℃2時間焼成することで、α-アルミナ多孔体を得た。アルキメデス法により開気孔率約60%, 吸着等温線から孔径80nmの均一孔径を有する多孔体であることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素製造の主流は、ナフサなどの水蒸気改質反応により合成され、圧力スウィング法や低温蒸留法により水素が分離され、商用されている。より効率的に水素を分離するために、ポリマー膜、パラジウム膜、非晶質シリカ膜などが検討されているが、さらに効率的かつ低コストの方法が望まれている。対候性、耐熱性を有するα-アルミナの多孔体により、水素と二酸化炭素を分離することが可能となれば、高効率、高安定な水素分離設備の開発が容易になり、今後の水素社会の発展に期待できる。
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