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マイクロ波プラズマによる循環利用型水素キャリア合成と高効率化に関する研究

微波等离子体可回收氢载体合成及高效研究

基本信息

批准号：
22K03585
负责人：
荻野明久
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

再利用可能な粉体水素キャリアとして期待される水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)は、水との反応で多量の水素を生成できる。この水素発生反応後の副生成物であるメタホウ酸ナトリウム(NaBO2)からNaBH4を再生する循環利用プロセスの実現において、水素化マグネシウム(MgH2)が重要な役割を担う。本研究では、プラズマプロセスを用いてMgH2の生成効率の向上と生成コストの軽減を目的とし、(1)プラズマ生成用水素ガスの消費量を従来の1/20以下に低減し、(2)海水から塩を取り除いた苦汁を原料として安価に採取できる水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム(MgO)粉末を原料とするプラズマプロセスについて検討した。実験では、海水を主原料として得られたMgO粉末をマイクロ波励起水素プラズマを用いて水素化し、ラマン分光法およびX線光電子分光法によりプラズマ処理した試料の構造変化を評価した。水素プラズマによるMgOの水素化では、プラズマ中の水素イオンおよびラジカルが水素化に寄与する。一方で、プラズマエッチングにより、生成したMgH2から水素が脱離する。また、過剰なプラズマ照射は試料温度の上昇を招き、MgH2から水素脱離が加速するため、プラズマ処理条件を最適化する必要がある。水素プラズマ処理による試料温度およびイオン照射量に伴うMgOの還元および水素化をラマン分光法により解析した結果、MgOからMgH2生成の中間体と思われるMgHx、および欠陥構造のMgH2と思われるMgHxがイオン照射量に応じて変化することがわかった。また、MgH2は試料温度が150～200 ℃の範囲で生成され、イオン照射量の増加に伴いMgH2核の面積が増加傾向であることが明らかとなった。

It is possible to recycle powdered hydrogenated hydrogenated water, which is expected to be converted into hydrogenated hydrogenated water (NaBH4).このhydrogen is a by-product of reaction after reaction, であるメタホウ acid ナトリウム(NaBO2)からNaBH4をIt is important to recycle raw materials and use hydration materials (MgH2). In this study, the production efficiency of MgH2 was increased and the efficiency of production was reducedをPurpose とし, (1) プラズマ Hydrogen ガスのconsumption を従来の 1/20 or less, ( 2)Sea water is used to remove bitter juice and raw materials are used to remove the bitter juice. The water is acidified and the water is acidified. The raw material of たは acidified マグネシウム(MgO) powder is とするプラズマプロセスについて検した. The main raw material of 実験では, sea water is として得られたMgO powder をマイクロwave-activated water element プラズマを用いてhydrogen Chemical, ラマン spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, によりプラズマ processing, and structural modification of the sample. Hydrogenated hydrogenation of MgO, hydrogenated hydrogenation of hydrogenated water in the water. One party, プラズマエッチングにより, generated したMgH2 から水素が出する. It is necessary to optimize the temperature of the sample after irradiation, to accelerate the removal of water from MgH2, and to optimize the treatment conditions. Hydrogen treatment, sample temperature, irradiation dose, MgO Result of Huan Yuan hydration hydration をラマン spectroscopic analysis, MgO M gH2 generation intermediate MgHx, MgH2 structureと思われるMgHxがイオン irradiation amount に応じて変化することがわかった.また, MgH2 and sample temperature が150～200 The range of ℃ is generated, and the increase in radiation dose is accompanied by an increase in the area of the MgH2 core.