反応性セラミックによる水熱分解ソーラー反応器の開発

使用反应陶瓷开发水热分解太阳能反应器

• 批准号: 21360478
• 负责人: 児玉 竜也
• 金额: $ 12.23万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360478/
• 关键词: 水素; 太陽熱; 水分解; 熱化学サイクル; セラミック; 集光太陽熱; 水素製造; 反応器; エネルギー転換; 太陽エネルギー

本研究では,世界のサンベルト地域で得られる1000～1500℃の高温太陽集熱をエネルギー源として反応性セラミックによる二段階水熱分解サイクルによってソーラー水素の製造を行う2つの異なるコンセプトのソーラー反応器(発泡体デバイス型反応器および内循環流動層型反応器)のプロトタイプを3～5kWで作製し,これを太陽炉シミュレータあるいはパラボラディッシュ型太陽集光器(韓国インハ大学所有)を用いて性能評価することを目的とする。22年度は下記の研究成果が得られた。1)発泡体デバイス型反応器については下記の成果が得られた。発泡体デバイス反応器の2号器を作製し,新潟大の3kW太陽炉シミュレータによる擬似太陽集光による試験と,韓国インハ大学の5kWディッシュ型太陽集光器でのフィールド試験を並行して行った。反応体である発泡体でデバイスの反応性セラミック担持量等の合成条件を検討することにより,従来よりも発泡体デバイスの耐久性を向上させこの反応システムにおいて二段階水分解反応のサイクル化を行なうことが出来た。2)内循環流動層型反応器については下記の成果が得られた。内循環流動層反応器については,二段階サイクル反応を一段階プロセスとして実施できる従来にない画期的な反応器を考案している。,より安定に水素生成を行なうことを目的として反応器の設計改良を行い,これを新規に導入した5kW太陽炉シミュレータにより擬似太陽集光による性能試験を行った。同時に流動層に用いる反応性セラミック粒子の改良も行った結果,従来よりも一段階プロセスとして安定・定常的に水素生成を維持することに成功した。これに関しては国際特許出願を行なった。

This study shows that the world's high-temperature solar heat collector has a high temperature of 1000~1500℃, and the source and reaction of the two-stage hydrothermal decomposition system are different. The operation of the solar collector (bubble type and internal circulation flow layer type) is 3~5kW. The solar collector (owned by Korea University) is used for performance evaluation. The research results of the 22nd annual report are available. 1) The results of the bubble type reflector are obtained. The No. 2 solar collector of the bubble reflector was manufactured. The 3kW solar furnace of Niigata University was tested in parallel with the 5kW solar collector of Korea University. The synthesis conditions such as the reaction volume of the vesicle and the reaction time of the vesicle are discussed, and the durability of the vesicle and the reaction time of the vesicle are improved. 2)The results of the internal circulation flow layer type reflector have been achieved. The inner circulation fluid layer reflector is a two-stage reflector. The first stage reflector is a two-stage reflector. The purpose of this study is to improve the design of solar energy converters, and to introduce new regulations to simulate solar energy collectors. At the same time, the improved behavior of particles in the fluid layer was successfully achieved by maintaining a stable and steady water element formation in the first stage. This is the first time that we have been able to do this.

项目成果

高温太陽熱を利用したソーラー水素の製造

利用高温太阳热能制氢

• 发表时间: 2009
• 期刊: 太陽エネルギー 35
• 作者: Y.Tahara;K.Shimizu;N.Ishikawa;Y.Okamoto;F.Hori;T.Matsui;A.Iwase;児玉竜也
• 通讯作者: 児玉竜也

水熱分解iよる水素製造法及び水素造装置

水热分解制氢方法及制氢设备

• 发表时间: 2010

Internally Circulating Fluidized.Bed Reacts Using m-ZrO2 Supported NiFe_2O_4 Partcles for Thermocbemical Two-Step Water Splitting

内循环流化床反应采用 m-ZrO2 负载 NiFe_2O_4 颗粒进行热化学两步分解水

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Solar Energy Engineering
• 作者: M.Taguchi;et al.;Nobuyuki Gokon
• 通讯作者: Nobuyuki Gokon

Thermochemicai two-step water splitting by internaily eirculating fluidized bed of NiFe_2O_4 particles : Successive reaction of thermai-reduction and water depomposition steps

NiFe_2O_4颗粒内循环流化床热化学两步分解水：热还原和水分解步骤的连续反应

• 发表时间: 2011
• 期刊: International Journal of Hydrogen Energy
• 影响因子: 7.2
• 作者: 深見賢太;日比野光宏;八尾健;T. Sonoda;Nubuyuki Gokon
• 通讯作者: Nubuyuki Gokon

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