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

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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。