研究課題
本研究は，効率的な熱交換性と迅速な負荷応答性を可能とする構造体触媒システムの採用と，外壁面からの触媒燃焼方式で反応場を加熱するヒートコンバインド型システムの採用によって，プロセス強化（PI）技術を組み込んだ新世代型水素製造システムの構築を行なうものである。昨年度までに，目的とする水素製造用の構造体触媒やヒートコンバインド型反応システムの構築，そして基本的な構築システムの特性評価は完了している。最終年度のH24年度は，システムの反応特性や伝熱特性に関するさらなる検討を行なうとともに，構造体触媒の詳細な物性測定や熱力学的視点からのシステム効率性の評価を行ない，今後のシステム設計に対する指針を検討した。成果を次にまとめる。１．水素製造用構造体反応場の創製法として開発したゾル－ゲル法と無電解めっきの組み合わせ技術は，市販の工業用改質触媒の性能を上回る水素製造能を反応場に付与した。さらに，この技術は厳しい改質条件下でも高い炭素析出耐性を付与し，コンパクトで高性能，かつ安定した改質反応場の創製が実現できることを明らかにした。２．構築したヒートコンバインド型改質システムのエクセルギーとエンタルピー評価を様々な反応条件で評価したところ，本システムの熱エネルギー利用の効率性は，通常の電気炉加熱方式と比較してその有効エネルギー利用率が大きいことを明らかにした。特に，高温条件を必要とする炭化水素改質においてその有効性が発揮されることがわかった。３．今回開発したゾル－ゲル法と無電解めっきによる構造体触媒の創製技術は他の反応系に適用でき，メタンのドライリフォーミングやメタン分解反応，COの選択酸化反応などに応用したところ，いずれの反応に対しても工業触媒や報告例触媒よりも高い活性と安定した機能性を与えることがわかった。ヒートコンバインド型反応システムの展開性が広がる知見が得られた。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Chemistry Letters
巻: 42 ページ: 416-418
10.1246/c1.2013.416
Jornal of Molecular Catalysis A:General
巻: in print ページ: in print
Chemical Engineering & Technology
巻: vol.35 ページ: 1872-1878
DOI:10.1002/ceat.201200201
Catalysis Survey from Asia
巻: 16 ページ: 62-74
10.1007/s10563-012-9134-3
巻: 41 ページ: 900-901
10.1246/c1.2012.900
Drying Technology
巻: 30 ページ: 979-988
10.1080/07373937
