吸着現象を応用した燃料電池用天然ガス貯蔵新システムの開発研究

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本研究は、高圧ガス容器を利用する貯蔵法と比較して単位体積当たり貯蔵量は僅かに減少するものの、貯蔵圧力を大きく減少させることができる吸着現象を利用して天然ガスを貯蔵するシステムの開発に関する基礎研究であり、本年度は以下の結果を得た。(1)天然ガスの主成分であるメタンの高空隙率の活性炭素への吸着特性の短時間測定法を開発し、吸着平衡特性、吸着速度及び吸着潜熱を測定した。(2)測定されたメタン+活性炭素系の吸着平衡特性に関する相関式をLangmuirの式,Tothの式及びDubinin-Astakhov(D-A)の式を用いて作成するとともに、吸着質の濃度及び温度の影響を含む吸着潜熱の推算式を求めた。なお、これらの相関式及び推算式は従来の実験結果とも比較的よく一致した。(3)求めた吸着諸特性の相関式を用いて、活性炭素が充填された円筒形貯蔵容器に天然ガスを充填する場合及び貯蔵容器から天然ガスを放出する場合について数値解析を行い、種々の操作条件下での円筒形貯蔵容器内の活性炭素固定床内の温度分布、天然ガスの充填及び放出速度を求めた。そして、天然ガスの充填及び取り出しを行うための最適運転制御条件について検討した。