| 研究課題/領域番号 |
21246113
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 讓 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80108464)
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| 研究分担者 |
竹田 修 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60447141)
竹中 俊英 豊橋技術科学大学, 工学部, 准教授 (60197324)
山口 勉功 岩手大学, 工学部, 教授 (70220259)
上田 幹人 北海道大学, 工学研究科, 准教授 (00292053)
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| キーワード | 水素エネルギー / 水素貯蔵 / 水素化リチウム / 溶融塩電解 / 水酸化リチウム |
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| 研究概要 |
本研究は次世代エネルギー源と目される水素の有効利用に関するものである。研究代表者らは、水素の貯蔵・輸送を簡便・低コストで行うために水素化リチウム(LiH)を用いることを提唱している。これは水素(H_2)そのものではなく、LiHの形で貯蔵・輸送を行い、必要に応じて水との反応によってH_2を得るものである。この際に生成するLiOHよりLiHを再生する必要がある。これにはLiOHから電解によって金属Liを作り、LiH→LiOH→Li→LiHのサイクルを確立することが必要になる。このサイクルは、H_2を得るためのLiHと水の反応、LiOHからのLiの製造、別途製造されるH_2とLiとの反応によるLiHの再生からなる。本研究の目的はこれら3つのサイクルにおける、要素技術の確立にある。
21年度は、最も重要な要素技術であるLiOHからのLiの電解製造に関する実験を行った。電解浴はLiOH-58mol%LiCl混合塩であり、約350℃のAr雰囲気下でサイクリックボルタンメトリーを行った。アノードでは事前の熱力学的検討の通り、Cl_2ガスの発生は観察されず、O_2ガスと共にH_2Oが発生した。カソードではLiが析出したが電流効率はかなり低く、また電流密度にも依存した。この原因を検討した結果、析出したLiは、部分的に電解浴中のLiOHと反応してLi_2Oを生成することが分った。すなわちLi析出の電流効率は、アノードで発生するH_2Oおよびカソード周辺のLiOHにより低下する。この対策として、雰囲気ガスの経路を工夫して、H_2Oがカソードに到達しない様にすることと、カソード周辺の電解浴をLiOHを含まないLiCl-KCl等として、多孔質るつぼでアノードから隔離することが必要であることが明らかとなった。さらに、LiとH_2の直接反応によりLiHを合成する実験を行うための装置の製作を行った。この実験は22年度から開始できる見通しである。
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