| 研究課題/領域番号 |
18206093
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
齋藤 文良 東北大学, 多元部・物質科学研究所, 教授 (10007198)
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| 研究分担者 |
張 其武 東北大学, 多元部・物質科学研究所, 助教 (30292270)
加納 純也 東北大学, 多元部・物質科学研究所, 准教授 (40271978)
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| キーワード | 混合粉砕 / 水素発生 / 廃プラスチック / バイオマス / 触媒 |
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| 研究概要 |
本研究では、廃塩ビ(PVC)に無機物を添加して粉砕し、更に加熱することによって高純度な水素を発生できる次世代エネルギー(水素)の回収法を開発し、ガス発生機構を明確にすることを目指した。平成18年度は、PVCと添加物(CaO)からガス発生に及ぼす添加物の種類と量の変化を把握し、両者の関連性を明確にした。平成19年度は、粉砕・加熱における水素ガス発生に及ぼす効果的な添加物を見出し、また、PVC以外のプラスチック樹脂(廃棄物)への本法が適用性を明確にしだ。平成20年度は、PVC廃棄物を想定し、土成分などを付着物として想定し、水素ガス発生に及なす影響を明確にした。特に、付着物として枯草が水素発生に効果的であることから、セルロース系の廃木片や廃紙などからも高純度水素発生が認められることを世界で初めて見出した。PVCとセルロースとでは、添加物としては前者は酸化物、後者は水酸化物が有利であることも確認した。
PVC等から水素ガスを発生する機構は、粉砕で物質の結晶構造が変化し、その後の加熱過程で、分子構造中の水素元素が離脱しやすくなることによることを見出した。その場合、CO2も発生するが、それを抑制するには添加物として酸化物あるいは水酸化物が有効であること、また、高純度水素を得るには、添加物が炭酸塩へと変化することが重要である。いずれにしても、本研究では、PVCを主要な出発原料とし、セルロース系物質も対象として、それらの廃棄物からの高純度水素ガス発生に必要な粉砕と加熱条件を明確にした(特許取得済)。なお、セルロース系物質に添加する物質としてアルカリ炭酸塩を用いると、CO_2は200℃程度で発生し尽くし、更に高温度(400℃程度)では純度の高い水素が発生することも見出した。
以上、PVCを重点に添加物との混合粉砕と加熱により、高純度水素ガスが発生する条件探索を行い、目的を達成した。
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