液中プラズマを利用した水素及びニューカーボンの同時製造に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

汎用電子レンジ(周波数2.45GHz)を用い、マグネトロンから反応炉内に2.45GHzのマイクロ波を照射した。マイクロ波は、反応炉内に設置されたアンテナで受信され、アンテナ先端部でプラズマを発生させることに成功した。反応炉内に設置する反応容器、反応容器設置台、配管類などはマイクロ波エネルギーの吸収を避けるために耐熱ガラスやシリコンゴムを使用した。装置運転時の反応炉の消妻電力は1260Wであり、そのうち750Wがマイクロ波の出力である、この反応容器内に有機溶媒を入れ、プラズマを発生させることによって、有機溶媒構成元素の弱電離プラズマを生成させ、それらを再構成させて水素とカーボンナノチューブ(CNT)を製造する実験を実施した、この液中プラズマ法による水素生成効率は水の電気分解の約30%であることが明らかになった.MoとCoをディップコーティング法によって担持させた多孔質シリカをCNT合成触媒に用い、有機溶媒としてシクロヘキサンを原料として、水素とCNTの同時製造を検討した。その結果、多孔質シリカ触媒上に、直径が約30nmの多層CNTが成長していることが、透過型電子顕微鏡観察により確認された。また、同時に生成する気体成分を採取し、ガスクロマトグラフ法により生成水素割合を測定した結果、生成気体中に水素が38%含有されていることが分かった。これらのことから、汎用電子レンジによる液中プラズマ法によって水素とCNTの同時製造することが可能であり、有機溶媒として廃油等を用いることにより、廃油から水素などの燃料ガスを生成すると同時に、残りの炭素成分をナノテク材料として同時に固形化することができ、液中プラズマ法によるゼロエミッションシステムの実現に寄与できる。