水素生産によるエクセルギー増進と再生産

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06246104
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 大矢 晴彦 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017950)
• 研究分担者: 越智 健二 日本大学, 理工学部, 教授 (10059389) ; 辻川 茂男 東京大学, 大学院・工学系, 教授 (20011166) ; 諸岡 成治 九州大学, 工学部, 教授 (60011079) ; 乾 智行 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60025989) ; 吉田 邦夫 東京大学, 大学院・工学系, 教授 (70010808)
• キーワード: エクセルギー / 水素エネルギー / 熱化学サイクル / 無機分離膜 / 耐食性材料 / PVT関係

研究概要

高エクセルギー効率の水素生産システムの確立をめざし以下の成果をあげた。反応:吉田(東大)は固体反応物の調整法、構造、反応および強度特性の解析と反応平衡を考慮したプロセスの再設計、改善を行った。材料:辻川(東大):Nimonic80Aのハロゲン腐食挙動を調べ第一段では1073Kまで、また第二段では1023Kまで、耐食性を有することを確認した。後藤(東北大)はNimonic系合金に、MOCVDによりIr、YSZ膜を被覆することにより、プロセス雰囲気に耐える材料を開発し、Ir/YSZ多層膜を被覆した場合には、より高温でも極めて優れた耐食性を有していることを明らかにした。天野(湘南工大)はNi-20Si,並びに予備酸化したNi-20Cr-1Si-0.5LaおよびNi-20Cr-1Si-0.5Gd合金にその可能性があることを明らかにした。物性:越智(日大)は、臭素〜臭化水素系の第2ビリアル係数を測定し、3成分系臭素〜臭化水素〜水系の第2ビリアル係数の推算式を得た。横山(東北大)は臭化水素および臭素の気体の粘性率を室温から550Kまでの温度範囲で転落球法により測定し、分子間ポテンシャルパラメータの値を粘性率の測定値より決定した。分離:大矢(横国大)はジルコニア含有率90〜95%の分離膜について基膜と作製法による分離性能の違いを検討した。諸岡(九大)は、水透過性膜と水素透過性を用いた2段膜分離システムを開発し、プロセスにおけるエクセルギー損失を低下を検討した。ISプロセス:小貫(原研)は実験室規模の閉サイクル運転試験を行い,量論比の水素と酸素の発生及びプロセス溶液組成の安定維持に成功した。メタン改質反応:乾(京大)は超高速反応条件で未希釈のメタンと水蒸気から、平衡組成に達する水素を得、92.0%という高い効率で、エクセルギーの増進を確認。

研究成果

• [文献書誌] 鶴岡 巧、横田雅志、桜井 誠、堤 敦司、吉田邦夫: "アルコキシド法によるCa(OH)2微粒子の生成-超音波照射の効果-" 粉体工学会誌. 34(3). 165-169 (1997)
• [文献書誌] 峯尾知子、堤 敦司、吉田邦夫: "三相アルコキシド法によるTiO2単分散微粒子合成" 粉体工学会誌. 34(3). 160-164 (1997)
• [文献書誌] T.Sato, R.Sasaki, K.Takeda, et.al: "Preparation of Solid Reactants for UT-3 Thermochemical Hydrogen Production Cycle" 4th Japan-Korea Joint Symposium^'97 on Hydrogen Energy,August 29,1997,. 107-11 (1997)
• [文献書誌] Y.Matsumura, E.Bilgen, et.al: "Process Design of Solar-Powered Thermochemical Hydrogen Production Using UT-3 Cycle" 4th Japan-Korea Joint Symposium^'97 on Hydrogen Energy,August 29,1997,. 213-219 (1997)
• [文献書誌] 高平史郎、篠原 正、辻川茂男: "「Nimonic80Aの(H2O+O2+Br2)環境下での高温腐食挙動に対する合金元素の影響」" 第44回材料と環境討論会講演集. 233-236 (1997)
• [文献書誌] 後藤 孝、佐々木拓也、平井敏雄: "ステンレス鋼、インコネルおよびインコロイ合金の臭素を含む雰囲気での高温腐食" 日本金属学会誌. 61(5). 432-438 (1997)
• [文献書誌] Chiaki Yokoyama and Mitsuo Takahashi: "Viscosity of CHF3 in the critical region" International Journal of Thermophysics. 18(6). 1369-1385 (1997)
• [文献書誌] Akibumi Kumagai et.al.: "Falling capillary tube viscometer suitable for liquids at high pressure" Review of Scientific Instrument. 69(2). (1998)
• [文献書誌] Naomi Shibasaki-Kitagawa et.al: "Viscosity of HFC-134a(1,1,1,2-tetrafluoroethane)under high pressure" International Journal of Thermophysics. 19(5). (1998)
• [文献書誌] Ochi,K.and K.Kojima: "Second Virial Coefficients for Systems Containing Br2,HBr and Water" The Second China-Korea Conference on Separation Science and Technology Qingdao(China). (1998)
• [文献書誌] 天野忠昭 et.al.: "予備酸化をしたNi-20Cr-1Si-0.5(La,Gd,Hf)合金のN2-H2O-HBr雰囲気における高温腐食" 第44回材料と環境討論会. 231-232 (1997)
• [文献書誌] 吉田保之 et.al: "Ni-CrおよびNi-Si系合金のN2-H2O-HBr雰囲気における高温腐食" 日本MRS学術シンポジウム講演要旨集. 91- (1997)
• [文献書誌] T.Narushima, T.Goto, T.Hirai and Y.Iguchi: "High-Temperetue Oxidation of Silicon Carbide and Silicon Nitride Materials Transactions" J.I.M.38(10). 821-835 (1997)
• [文献書誌] 後藤 孝,小野 敬,平井敏雄: "MOCVDにより合成したIr-Cコンポジット膜の微細構造と電気的性質" 粉体および粉末治金. 45(1). 20-24 (1998)
• [文献書誌] T.Goto: "High-Temperature Oxidation of CVD Silicon Carbide" 49th Pacific Coast Regional Meeting and Basic Science Division Meeting of the American Ceramic Society,20th Richard M.Fulrath Pacific Symposium. (1997)
• [文献書誌] 乾 智行: "天然ガスからの液体燃料合成" J.Jpn.Petrol.Inst.40(4). 243-251 (1997)
• [文献書誌] Tomoyuki Inui: "Rapid Catalytic Process in Reforming of Methane and Successive Synthesis of Methanol and its Derivatives" Appl.Surf.Sci.121/122. 26-33 (1997)
• [文献書誌] Tomoyuki Inui et.al: "Ultra-Rapid Synthesis of Syngas by the Catalytic Reforming of Methane Enhanced by In-situ Heart Supply though Combustion" Korean J.Chem.Eng.14(6). 441-444 (1997)
• [文献書誌] 天野忠昭,吉田保之,関屋昭彦,西原克博,後藤孝,平井敏雄: "微量の活性元素を添加したNi-20Cr-3Si合金のN2-H2O-HBr雰囲気における高温腐食" Journal of Advanced Science. 10. to be published (1998)
• [文献書誌] Zhongyan LI,K.KUSAKABE and Shigeharu MOROOKA: "Pore Structure and Permeance of Amorphous Si-C-O Membranes with High Durability at Elevated Temperature" Sep.Sci.Technol.32(7). 1233-1254 (1997)
• [文献書誌] Bongkuk SEA,Kazuki ANDO,K.KUSAKABE and S.MOROOKA: "Formation of Hydrogen Permselective Hydrophobic Membrane in Macropores of a Porous Alumina Tube by Chemical Vapor Deposition" Euromembrane 97. 263- (1997)
• [文献書誌] Bong-Kuk SEA,K.KUSAKABE and Shigeharu MOROOKA: "Pore Size Control and Gas Permeation Kinetics of Silica Membranes by Pyrolys is of Phenyl-Substituted Ethoxysilanes with Cross-Flow through a Porous Support Wall" J.Memb.Sci.130(1). 41-52 (1997)
• [文献書誌] K.Onuki et al.: "Gas Permeation through CVD Modified Anodic Alumina Membrane" J.Chem.Eng.Jpn.30(2). 359-362 (1997)
• [文献書誌] K.Onuki et al.: "Thermochemical Water-Splitting for Hydrogen Production" Proc.8th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics(NURETH-8),vol.3,Sep.30-Oct.4,1997,Kyoto. 1803-1808 (1997)
• [文献書誌] H.Ohya, H.Nakajima, H.Ohashi, M.Aihara: "Hydrogen purification using Zirconia-Silica Composite Membrane for Thermochemical process" Int.J.Hydrogen Energy. 22(5). 509-515 (1997)
• [文献書誌] H.Ohya, J.Fun, H.Kawamura, K.Itoh: "Methanation of carbon dioxide by using membrane reactor integrated with water vapor permselective membrane and its analysis" J.Memb.Sci.131. 237-247 (1997)
• [文献書誌] 二川ら: "傾斜濃度Fe-Si合金の沸騰濃硫酸中耐食性試験" 材料と環境. 46(10). 669-674 (1997)