| 研究課題/領域番号 |
16360395
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 福岡女子大学 |
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研究代表者 |
草壁 克己 福岡女子大学, 人間環境学部, 教授 (30153274)
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| 研究分担者 |
外輪 健一郎 徳島大学, 工学部, 講師 (00336009)
吉村 利夫 福岡女子大学, 人間環境学部, 助教授 (20347686)
池田 宜弘 福岡女子大学, 人間環境学部, 教授 (30211030)
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| キーワード | マイクロリアクター / マイクロチャンネル / 燃料電池 / 改質反応 / 触媒燃焼 / 水素 / 伝熱 / 部分酸化 |
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| 研究概要 |
小型燃料電池における水素製造技術としてマイクロリアクターを用いた水蒸気改質、部分酸化、自己発熱改質が考えられる。マイクロリアクターの特徴として、複雑な形状や構成の反応流路を比較的容易に実現できる点にある。本年度は酸素分散供給型のマイクロリアクターを作製し、メタン部分酸化について検討した。
シリコン基板上にマイクロチャンネル(幅、深さ=500μm)を作製した後、5wt%Rh/Al_2O_3粒状触媒(粒径=30〜70μm)を0.600℃で2時間焼成した後、陽極接合装置を用いて、シリコン基板とパイレックスガラス板と接合した。反応は電気炉内600℃で行い、メタンは全量(8mL/min)を導入口1より供給し、酸素の総供給量を4ml/minとして、流路に沿って作製した4箇所の導入口(F1〜F4)からの供給量の比をF_1:F_2:F_3:F_4=1:0:0:0(Case1)、=1:1:1:1(Case2)、=20:4:2:1(Case3)と変化させてメタンの部分酸化を行った。
マイクロリアクターは伝熱速度が大きいにもかかわらず、酸素を一括供給した場合、Rh/Al_2O_3触媒層の先端部分でホットスポットを目視観察できた。一方、均一分散供給の場合にはホットスポットを観察することはできなかった。また、一括供給の場合には第一番目の触媒層で酸化が完了するが、分割供給では第2番目から第4番目の触媒層でも酸化反応は進行するので、次第にメタン量が減少し、CO量は増加した。また、反応器内では酸素が消失するために反応器出口では平衡組成となることがわかった。
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