| 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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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
反応工学・プロセスシステム
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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 |
池田 宜弘 福岡女子大学, 人間環境学部, 教授 (30211030)
吉村 利夫 福岡女子大学, 人間環境学部, 助教授 (20347686)
外輪 健一郎 徳島大学, 工学部, 講師 (00336009)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2005
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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利用した水蒸気改質、部分酸化、自己発熱改質が考えられる。自己発熱改質は熱供給が不要であり、起動時間を短縮できるなどのメリットがあるが、リアクター入口での局所的な温度上昇が問題である。そこで、本研究では酸素分散供給型のマイクロリアクターを開発することを目的として、金属製マイクロリアクター内に設置するマイクロ構造体触媒の調整法について検討し、さらに自己発熱改質に最適な触媒の探索を行った。
マイクロ構造体触媒を挿入するために平行四辺形のマイクロ空間を持つステンレス製マイクロリアクターを作製した。小型燃料電池の燃料として使用されるメタノールやジメチルエーテルを水蒸気改質する触媒として、市販のCuZnAl系触媒を用いて、これをゾルゲル法で合成したシリカバインダーと混合した後、約1mmサイズのマイクロチャンネル10本からなるマイクロ構造体に成型した後、乾燥、焼成してマイクロ構造体触媒を作製した。このマイクロ構造体触媒を用いてメタノールの水蒸気改質を行ったところ、市販の触媒に比べて改質温度が増加することがわかった。
次に酸素を供給する自己発熱改質に最適な触媒として自動車用触媒として酸素供給能に優れたセリアジルコニアを担体とする貴金属触媒についてメタンおよびジメチルエーテルの水蒸気改質反応を行い、最適な貴金属および担体組成を明らかにした。その結果、セリアをモル分率で15%、ジルコニアを85%含む担体上にロジウム触媒を担持した触媒の性能が優れていることを明らかにした。
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