Developments of Reactive Water Splitting Ceramics and its Devices

活性水分解陶瓷及其器件的研究进展

• 批准号: 19360436
• 负责人: KODAMA Tatsuya
• 金额: $ 12.9万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19360436/
• 关键词: エネルギー生成・変換; 太陽熱利用; 太陽熱; 水分解; 水素製造; 熱化学サイクル; 反応器; 太陽集光; エネルギー; 反応性セラミック; 水素エネルギー; フェライト

本研究では, 海外のサンベルトの大型集光システムで得られる1400~1 600℃の高温太陽熱を熱源として2段階水熱分解サイクルを行う高水熱分解性セラミック(微粉体)の開発と, その反応デバイス化を目的とした。研究成果として, (1) 研究代表者が見出したフェライト/ジルコニア反応体(微粉体)を基軸として, 水熱分解性セラミック微粉体を, 米(サンディア国立研究所)で開発中のロータリー型分解器と, 日本・韓国(新潟大学・インハ大学)で開発中の発泡体デバイス水分解器のそれぞれのソーラー水分解器の反応体として適応するように改良し, その反応性とサイクル反応性を向上させることに成功した。サンディア国立研究所では, これらの結果からこの新規反応体によるデバイス開発を始めた。(2) 一方で, これを日本・韓国(新潟大学・インハ大学)で開発中の新型の発泡体デバイス反応器に利用できるように反応デバイス化し, その発泡体デバイスで2段階水熱分解サイクルを連続的に繰り返し行うことに成功した。反応活性と安定性の両面から総合的に判断すれば, 本反応デバイスは現在最も性能の優れた水熱分解デバイスであると評価できる。さらに韓国(インハ大学)の5kW太陽炉でこの反応デバイスのフィールド試験を行うための大型デバイスを合成すると共に, フィールド試験用のソーラー反応器を設計した。

这项研究旨在开发高热分解陶瓷（细粉），该陶瓷（细粉）使用1400-1600°C的高温太阳热作为热源，并将其转换为反应装置。 As a result of the research, (1) Based on the ferrite/zirconia reactants (fine powders) discovered by the researcher, the hydrothermal decomposition ceramic fine powder was improved to adapt to the reactants of the rotary decomposition devices currently being developed at the US (Sandia National Laboratory) and the solar water lysers of the foam device water lysers being developed at Japan and Korea (Niigata University and Inha大学），以及相应的太阳水晶的反应性和循环反应性。桑迪亚国家实验室开始使用这些结果开发设备。 （2）另一方面，它变成了一种反应装置，因此可以在目前在日本和韩国开发的新泡沫装置反应器（Niigata University和Inha University）中使用，并且在泡沫设备上连续重复了两阶段的水热分解周期。总体而言，基于反应活性和稳定性，该反应装置目前可以评估为功能最强大的水热分解装置。此外，在韩国（Inha University）的5kW太阳能反应堆中合成了一个大型设备，用于对该反应装置进行现场测试，并设计了用于现场测试的太阳能反应器。

项目成果

Thermochemical two-step water-splitting for hydrogen production using Fe-YSZ particles and ceramic foam device

Fe-YSZ颗粒和泡沫陶瓷装置热化学两步水分解制氢

• 发表时间: 2008
• 期刊: Energy 33
• 作者: N. Gokon;T. Hasegawa;S. Takahashi and T. Kodama;郷右近 展之
• 通讯作者: 郷右近 展之

New Solar Water-Splitting Reactor With Ferrite Particles in an Internally Circulating Fluidized Bed

• DOI: 10.1115/1.3027511
• 发表时间: 2009-02-01
• 期刊: JOURNAL OF SOLAR ENERGY ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME
• 影响因子: 2.3
• 作者: Gokon, Nobuyuki;Takahashi, Shingo;Kodama, Tatsuya
• 通讯作者: Kodama, Tatsuya

Monoclinic zirconia-supported Fe_3O_4 for the two-step water-splitting therm ochemical cycle at high thermal reduction temperatures of 1400-1600℃

单斜氧化锆负载Fe_3O_4用于1400-1600℃高热还原温度下的两步水分解热化学循环

• 发表时间: 2009
• 期刊: International Journal of Hydrogen Energy 34
• 作者: T. Kodama;T. Hasegawa;A. Nagasaki;N. Gokon;郷右近 展之;郷右近 展之;郷右近 展之
• 通讯作者: 郷右近 展之

Iron-Containing Yttria-Stabilized Zirconia System for Two-Step Thermochemical Water Splittng

用于两步热化学分解水的含铁氧化钇稳定氧化锆系统

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Solar Energy Engineering 130
• 作者: N. Gokon;T. Hasegawa;S. Takahashi and T. Kodama;郷右近 展之;郷右近 展之;郷右近 展之;児玉 竜也;児玉 竜也;郷右近 展之
• 通讯作者: 郷右近 展之

Application of an Internally Circulating Fluidized Bed for Windowed Solar Chemical Reactor with Direct Irradiation of Reacting Particles

• DOI: 10.1115/1.2807213
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: Journal of Solar Energy Engineering-transactions of The Asme
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Kodama;S. Enomoto;Tsuyoshi Hatamachi;N. Gokon