廃プラスチックを原料とする新奇水素生成プロセスの創成とそのメカニズム解明

廃プラスチックに水酸化カルシウムと水酸化ニッケルを混合し、その混合物を水蒸気雰囲気下で加熱することにより、水素生成できることを見いだした。しかしながら、その反応メカニズムは明確になっていないため、まず、その反応メカニズムを明確にすること、水酸化カルシウムや水酸化ニッケルの代替となる廃棄物を探索し、水素原料がすべて廃棄物である世界に類をみない画期的な水素製造プロセスシステムの創成を目的としている。令和4年度では、水酸化カルシウムと水酸化ニッケルの役割について検討を行った。水酸化カルシウムのみ使用した場合は、水素の生成量は若干に留まり、水酸化ニッケルのみを使用した場合は、水酸化カルシウムを使用した場合より多い。水酸化ニッケルと水酸化カルシウムをそれぞれ使用した場合に生成した水素量を足し合わせた量は、水酸化ニッケルと水酸化カルシウムを同時に使用した場合よりも極めて少ない。この原因を探るために、水素を生成した後の残渣のTEM観察を行った。遊星ミルを使用してPE、水酸化カルシウム、水酸化ニッケルを混合し、水素を生成した後の残渣は、炭酸カルシウムの粒子表面にナノ粒子のニッケルが分散している状態になっており、一方、乳鉢で混合した場合には、ニッケルが凝集していることがわかった。ニッケルのナノ粒子が炭酸カルシウム粒子表面に分散していることが水素の生成量を増やしたものと推察される。反応メカニズムを明確にするために、プラスチックを熱分解したときに生成するガス成分である、水素、一酸化炭素、メタンをキャリアガスとして使用できるように、水素生成装置の配管を改造した。一酸化炭素をキャリアガスとして使用しても配管の継手から漏れないことを確認した。次年度、改造した水素生成装置を使用して、ニッケルメタルの生成メカニズムを検討する予定である。

廃プラスチックに水酸化カルシウムと水酸化ニッケルを混合し、その混合物を水蒸気雰囲気下で加熱することにより、水素生成できることを見いだした。しかしながら、その反応メカニズムは明確になっていないため、まず、その反応メカニズムを明確にすること、水酸化カルシウムや水酸化ニッケルの代替となる廃棄物を探索し、水素原料がすべて廃棄物である世界に類をみない画期的な水素製造プロセスシステムの創成を目的としている。令和4年度では、水酸化カルシウムと水酸化ニッケルの役割について検討を行った。水酸化カルシウムのみ使用した場合は、水素の生成量は若干に留まり、水酸化ニッケルのみを使用した場合は、水酸化カルシウムを使用した場合より多い。水酸化ニッケルと水酸化カルシウムをそれぞれ使用した場合に生成した水素量を足し合わせた量は、水酸化ニッケルと水酸化カルシウムを同時に使用した場合よりも極めて少ない。この原因を探るために、水素を生成した後の残渣のTEM観察を行った。遊星ミルを使用してPE、水酸化カルシウム、水酸化ニッケルを混合し、水素を生成した後の残渣は、炭酸カルシウムの粒子表面にナノ粒子のニッケルが分散している状態になっており、一方、乳鉢で混合した場合には、ニッケルが凝集していることがわかった。ニッケルのナノ粒子が炭酸カルシウム粒子表面に分散していることが水素の生成量を増やしたものと推察される。反応メカニズムを明確にするために、プラスチックを熱分解したときに生成するガス成分である、水素、一酸化炭素、メタンをキャリアガスとして使用できるように、水素生成装置の配管を改造した。一酸化炭素をキャリアガスとして使用しても配管の継手から漏れないことを確認した。次年度、改造した水素生成装置を使用して、ニッケルメタルの生成メカニズムを検討する予定である。