反応性セラミックス作動型人工炭酸同化システム

活性陶瓷驱动的人工碳同化系统

• 批准号: 05278221
• 负责人: 玉浦 裕
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05278221/
• 关键词: 反応性セラミックス; 人工炭酸同化システム; 水素発生; 炭素析出マグネタイト; ニッケルフェライト; CIOlayer; 二酸化炭素; XPSスペクトル

反応性セラミックスとしてニッケルフェライト(Fe304,NiFe0)を水素により還元して得られる酸素不足型ニッケルフェライト(Fe304-δ、NiFe0-δ)を用いた水の分解による水素の発生反応について検討を行った。水の分解反応は他の分解反応とは異なった機構で進行し、酸素不足型ニッケルフェライトと二酸化炭素が反応して生成する表面に炭素の析出した酸素不足型ニッケルフェライトは水により化学量論組成を越えて酸化を受けその結果水素を放出する。さらに炭素の析出した酸素不足型ニッケルフェライトは減圧処理することで容易に酸素が脱離し活性化度(δ)が増加することが分かっており、この様な特異な反応はXPSスペクトルの測定並びにラマン分光測定の結果、表面に析出した炭素が特殊な表面層(CIOlayer)を形成していることが分かった。マグネタイト(Fe304)は、直接水と反応し水素を発生することはないが、マグネタイトを利用した二酸化炭素分解過程で得られる炭素析出酸素不足型マグネタイト(Fe304-δCτ)は水と反応して酸化を受けδ=0よりも更に酸化状態(δ<0)となる。このため残存δ値を考慮しても使用水素よりも多い水素が獲得できる。ニッケルフェライトで同様の反応を行うと炭素の消失は少なく減圧による活性化で再生することが可能である。ニッケルフェライトに金属銅で脱酸素処理を行ったArガスをキャリアーガスとして通気(20ml/min)し、間欠的に水蒸気と反応させ発生したガスを質量分析計で分析を行った結果で、350℃で水を導入すると繰り返し水素を発生した後、40分間の減圧処理を行うと水素発生量が増加し減圧により活性化され、さらに水素を発生した。このように反応性セラミックスとしてニッケルフェライト用いると、析出炭素が消失することなく活性化過程と水素発生過程を繰り返すことが可能なことが確認され、水素エネルギーを獲得出来る可能性が見いだされた。

The reaction mechanism of water element (Fe304, NiFe0) is discussed. The decomposition of water and other decomposition reactions are carried out by different mechanisms, acid deficiency type, diacidification type, carbon formation type, surface precipitation type, acid deficiency type, chemical composition type, acidification type, and water release type. Carbon precipitation due to acid deficiency type is easy to be released from the acid due to pressure reduction treatment, and the degree of activation (δ) is increased due to the separation of carbon from the acid due to pressure reduction treatment. XPS is used to measure carbon and form a special surface layer (CIO layer) due to the separation of carbon from the surface. (Fe304) Direct water and reverse acidification are produced by the process of carbon decomposition. Carbon precipitation is deficient in acid.(Fe304-δCτ) Reverse acidification is produced by δ=0.(δ<0) This is the first time I've ever had a chance to use water. The same goes for carbon disappearance, reduction, activation, and regeneration. The results of quality analysis showed that after the introduction of water at 350℃, the amount of water produced increased and the amount of water produced decreased. This is the case with the carbon deposition process, the activation process, the water generation process, the possibility of obtaining the carbon deposition process, the confirmation process, and the possibility of obtaining the carbon deposition process.

项目成果

Y.Tamaura,M.Tsuji: "Methanation of CO2 with the oxygen-defficent Ni(II)-ferrite" Proc.of The Int.Symp.on CO2 Fixation and Efficient Utilization of Energy. 215-220 (1993)

Y.Tamaura、M.Tsuji：“用缺氧的 Ni(II)-铁氧体对 CO2 进行甲烷化”Proc.of The Int.Symp.on CO2 固定和能源有效利用。

Y.Tamaura and M.Tsuji: "Decomposition of CO_2 and CO into C with active wustite prepared from Zn(II)-bearing ferrite" J.Mater.Sci.28. 547-552 (1993)

Y.Tamaura 和 M.Tsuji：“用含 Zn(II) 的铁氧体制备的活性维氏体将 CO_2 和 CO 分解为 C”J.Mater.Sci.28。

Y.Tamaura: "Characterization of carbon deposited from carbon dioxide on oxygen-deficient magnetites" J.Mater.Chem.3. 943-946 (1993)

Y.Tamaura：“二氧化碳在缺氧磁铁矿上沉积的碳的表征”J.Mater.Chem.3。

Y.Tamaura and M.Tsuji: "CO2 conversion chemical heat pump system using the activated ceramics." Proc.of The Int.Symp.on CO2 Fixation and Efficient Utilization of Energy. 171-176 (1993)

Y.Tamaura 和 M.Tsuji：“使用活性陶瓷的 CO2 转化化学热泵系统。”

Y.Tamaura and M.Tsuji: "CO_2 decomposition with the oxygen deficient Mn(II)ferrite" J.Mater.Sci.28. 971-974 (1993)

Y.Tamaura 和 M.Tsuji：“缺氧 Mn(II) 铁氧体的 CO_2 分解”J.Mater.Sci.28。