2009 Fiscal Year Annual Research Report
DME改質における段階的逐次反応の実現とマイクロノズル中の圧力勾配下での反応促進
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21360096
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉田 英生 Kyoto University, 工学研究科, 教授 (50166964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩井 裕 京都大学, 工学研究科, 准教授 (00314229)
齋藤 元浩 京都大学, 工学研究科, 助教 (90314236)
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| Keywords | 燃料改質 / ジメチルエーテル / マイクロノズル / 段階的逐次反応 / 反応速度 |
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| Research Abstract |
PEFCやSOFCといった燃料電池への期待が高まるなか、二次エネルギーとしての水素が自然エネルギーを利用して安価に供給できるような時代が到来するまでは、化石燃料の改質反応から水素を製造することが中心となる。とりわけ、SOFCにくらべて低温で作動するPEFCの場合には、システム内部での改質反応は不可能であるので、外部での改質反応であらかじめ水素を準備しておくことが不可欠である。
ジメチルエーテル(dimethyl ether, DME)は、「エーテルの中では炭素数がいちばん少ない」「改質温度が比較的低い」「常温にて6気圧程度で液化する」「メタノールと比較して毒性や腐食性が低い」などの特徴から、大小を問わず各種の改質器における反応原料としてのポテンシャルは高い。本研究では、触媒を用いることにより比較的低温の条件下で、これらDME水蒸気改質の逐次反応を段階的に生じさせてそのメカニズムを詳細に解明するとともに、反応に影響を与える諸条件(触媒との反応時間、温度、圧力など)を制御して最適化するという二重の目的をもった系を提案して、その基礎研究を行うことが目的である。
研究初年度は、最終的な流路形状を決定するために触媒反応の反応速度を定量的に把握することを目的として、断面積一定の石英管に充填した触媒におけるジメチルエーテルの水蒸気改質実験を行った。本実験においては温度や流量はもちろんのこと、触媒量もパラメータとしている。また、次年度以降に行う逐次反応をうまく利用した系を構築するために、逐次反応の後段に相当するメタノールの水蒸気改質の実験も行い反応速度に関するデータを取得した。
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