硫黄の水熱反応における水素生成機構の解明と地熱を利用した持続的水素製造への応用

• 研究課題/領域番号: 23656556
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 渡邉 則昭 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (60466539)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 再生可能資源・エネルギー / 硫黄 / 水熱反応 / 水素 / 地熱

研究概要

硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素製造方法を提案した。本方法は、HS-やS^<2->(以降まとめてS^<2->)で熱水を還元し水素を製造する工程と、S^<2->の酸化によって生じるS_n^<2->やS_xO_y^<2->をバイオマス由来の有機物で還元してS^<2->を再生する工程からなる。実験により、pH9～13および280℃～320℃での水素生成を実証し、反応機構を明らかにするとともに、グルコースを用いれば60℃以上でS2-を再生できることも実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Temperature- and pH-dependent mechanism of hydrogen production from hydrothermal reactions of sulfide (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 37(24) 号: 24 ページ: 18679-18687
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2012.10.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced hydrogen production from biomass via the sulfur redox cycle under hydrothermal conditions (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, J. Vilcaez, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 36(17) 号: 17 ページ: 10674-10682
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.06.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sustainable and enhanced hydrogen production from biomass through sulfur redox cycle using georeactor (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, J. Vilcaez, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya
  • 雑誌名: Geothermal Resources Council Transactions 巻: 35 ページ: 135-138
  • 査読あり
• [学会発表] Mathematical model of hydrogen production from water-sulfide reactions under hydrothermal conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, N. Watanabe, N. Tsuchiya
  • 学会等名: 10th International Workshop on WATER DYNAMICS & ICDP Japan Beyond-Brittle Project
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-12
• [学会発表] Predictive model of hydrogen production from hydrothermal reactions of sulfide (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, N. Watanabe, N. Tsuchiya
  • 学会等名: G-COE symposium2012
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-09-26
• [学会発表] Predictive model of hydrogen production from hydrothermal reactions of sulfide (2012)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, N. Watanabe, N. Tsuchiya,
  • 学会等名: G-COE symposium 2012
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 硫黄の水熱反応における水素生成に及ぼす温度とpHの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: セティアニプトリ、渡邉則昭、木下睦、土屋範芳
  • 学会等名: 日本地熱学会平成23年学術講演会
  • 発表場所: 指宿
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Sustainable and enhanced hydrogen production from biomass through sulfur redox cycle using georeactor (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, J. Vilcaez, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya
  • 学会等名: Geothermal Resources Council 35th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴ, 米国
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] Sustainable and enhanced hydrogen production from biomass through sulfur redox cycle using georeactor (2011)
  • 著者名/発表者名: P. Setiani, J. Vilcaez, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya
  • 学会等名: Geothermal Resources Council 35th Annual Meeting
  • 発表場所: サンディエゴ、米国