| 研究課題/領域番号 |
16K06949
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
岩井 保則 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 六ヶ所核融合研究所 ブランケット研究開発部, 上席研究員(定常) (70354610)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 核融合 / 化学工学 / 触媒・化学プロセス / トリチウム / 火災 / ハロゲン / モレキュラーシーブ / 炭化水素 |
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| 研究実績の概要 |
有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の抑制に関する研究および疎水性触媒技術に被毒防止技術を付加させて火災時にもトリチウム性能を維持できる触媒の開発を行い、開発した白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒による被毒影響低減の効果を検証した。有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の抑制に関する研究では、湿潤空気ガスのみを水蒸気吸着剤に導入した際の水蒸気吸着剤の水蒸気吸着性能（破過曲線1）を求めた。次に水蒸気脱離試験を実施した後、所定濃度の炭化水素を導入した湿潤空気ガスを水蒸気吸着剤に導入した際の水蒸気吸着剤の水蒸気吸着性能（破過曲線2）を求めた。破過曲線1と破過曲線2の比較から有機ガス成分の存在による水蒸気吸着材の水蒸気除去性能の変化を精査した。試験の結果、当初の目的の通り、表面改質制御等を行うことでモレキュラーシーブ吸着剤による水蒸気吸着において炭化水素影響を受けにくくすることが可能であることを見出した。しかし、ハロゲンガスを含有した水蒸気を吸着させた場合、吸着したハロゲン酸を含む吸着剤を水分脱着のために加熱した際に細孔構造が部分的に壊れ、水分吸着能力が減じてしまうことを見出し、技術的な対応が必要であることを確認した。炭化水素等の火災時に発生する有害ガスによる触媒被毒を抑制させる手法として、水素酸化活性の高い白金と、有機ガス燃焼活性が高く被毒抑制効果の高いパラジウムを合金化させた疎水性触媒を開発した。本研究での工夫として、白金とパラジウムの合金化に対しては、従来技術で得られる単一な合金比率ではなく、意図的に白金のパラジウムの合金化比率に分布を持たせる工夫を施すことで、白金とパラジウムがもつそれぞれの長所を損なうことなく、各種有害ガスに高い被毒耐性を有する触媒が実現可能であることを示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
おおむね当初計画の通りに研究は進捗しており、白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒の開発と被毒影響低減の効果の確認に成功した部分で初年度の大目標をクリアしている。但し、モレキュラーシーブによる水分吸着におけるハロゲンガス影響など当初の見込みになかった新たに対応を考える必要がある知見が得られており、次年度以降に対応策を検討していく。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究実績の概要にも記したとおり、白金・パラジウム存在比に分布を持つ触媒の開発と被毒影響低減の効果の確認に成功した。火災で発生する炭化水素ガス共存下におけるトリチウムの触媒酸化で競合反応となるトリチウム化炭化水素の生成反応とトリチウム酸化反応を精査し、トリチウム化炭化水素生成反応によるトリチウム除去効率の低下を抑制する因子を明らかとすることを計画している。
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