Compact hydrogen reformer system utilizing microplasmas

利用微等离子体的紧凑型氢重整系统

基本信息

  • 批准号:
    15360147
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The aim of our research is to develop a compact hydrogen reformer for fuel cells supplying the electric power of portable electronic equipments. We proposed a methane conversion in microplasmas at atmospheric pressure. The discharge develops between the electrodes, one of which is a thin nozzle of methane flow with a diameter of 190μm. High efficiency decomposition is expected because methane is placed directly in the plasma region. The structure of counter electrode was mesh or plate. The frequency of the power supply was changed from 500Hz to 2kHz. Filamentary discharges developed at the same position of electrodes. With increasing the frequency or decreasing the methane flow-rate, the methane conversion increased. We obtained the maximum conversion of 38.5%. Solid-state carbon is deposited on the electrodes, which were bridged within a couple of minutes for high-frequency discharge over 2kHz. As a result, the discharge was interrupted. In comparison with mesh and plane electrodes, the methane conversion for the mesh electrodes was higher when the flow rate was high. The carbon deposition on the mesh electrode was suppressed because of high gas flow. Hydrogen yield increased and was 26.3% at the maximum when the methane conversion increased. Selectivity to hydrogen is approximately 30% that is independent on the methane conversion, methane flow rate, frequency of the power supply, and shape of the counter electrode. Methane discharge in saturated vapor was done to suppress the carbon deposition. Although the effect of vapor was evident, no appreciable improvement was obtained.
本研究的目的是开发一种小型的氢重整器,用于燃料电池,为便携式电子设备提供电力。我们提出了一种在大气压下微等离子体中的甲烷转化。放电在电极之间发展,其中一个电极是直径为190μm的甲烷流的细喷嘴。由于甲烷直接放置在等离子体区域中,因此预期高效分解。对电极为网状或片状结构。电源频率从500 Hz变为2 kHz。在电极的同一位置产生丝状放电。随着频率的增加或甲烷流量的降低,甲烷转化率增加。我们获得了38.5%的最大转化率。固态碳沉积在电极上,电极在几分钟内桥接,以进行超过2kHz的高频放电。因此,放电中断。与网状电极和平面电极相比,当流速较高时,网状电极的甲烷转化率较高。由于高的气体流量,网状电极上的碳沉积被抑制。氢气产率随甲烷转化率的增加而增加,最高可达26.3%。对氢气的选择性约为30%,这与甲烷转化率、甲烷流速、电源频率和对电极形状无关。为了抑制积碳,采用饱和蒸汽中的甲烷放电。虽然蒸汽的影响是明显的,但没有得到明显的改善。

项目成果

期刊论文数量(48)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Breakdown characteristics of micro-gap under pulsed applied Voltage
脉冲外加电压下微间隙击穿特性
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微等离子体中甲烷蒸汽重整制氢
横山拓馬: "細管からのガス流中の放電を用いたマイクロプラズマ生成"平成16年電気学会全国大会講演論文集. 1. 231 (2004)
Takuma Yokoyama:“利用细管气流中的放电产生微等离子体”日本电气工程师协会 2004 年全国会议记录,1. 231 (2004)。
  • DOI:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
メタンガス流を用いたマイクロプラズマによる水素生成
利用甲烷气流通过微等离子体产生氢气
椎名淳: "マイクロギャップにおけるパルス絶縁破壊特性"電気学会基礎・材料・共通部門大会講演論文集. 1. 300 (2003)
Jun Shiina:“微间隙中的脉冲击穿特性”IEEJ 基础、材料和公共部分会议记录,1. 300 (2003)。
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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