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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。

Water reuse may な powder grain キャリアとして expect される water element change ホウ element ナトリウム (NaBH4) は, water との anti 応をでの abundant water element generated できる. この発 raw water element after the 応の deputy products であるメタホウ acid ナトリウム (NaBO2) から NaBH4 を regeneration する recycling プロセスの be presently において, water element マグネシウム (MgH2) が important cut を bear うな battle. This study では, プラズマプロセスを with いて MgH2 の generated のと upward working rate generated コストの軽を reduction purpose とし, (1) プラズマ generate water element ガスの consumption を従 to low に minus しの 1/20 below, (2) water から salt を take り except いた bitter juice を raw material として Ann 価に take できる water acidification マグネシウムまたは Acidified <s:1> グネシウム(MgO) powder を raw material とするプラズプロセスにプロセスにプロセスにて検て検て検 for たた. Be 験では, seawater を primary ingredient として have られた MgO style powder をマイクロ wave excitation on water element プラズマを with いて water element し, ラマン spectrometry および X-ray photoelectron spectrometry によりプラズマ処 Richard した sample の structure - the を review 価した. Hydroquinin プラズによるによるMgO hydroquination でで, プラズ hydroquinin <s:1> <s:1> およびラジカおよびラジカが hydroquination に is sent to する. One side で, プラズプラズエッチエッチグによグによで, generates <s:1> たMgH2 らら hydroquinin が detachments する. また, turning なプラズマ irradiation は sample temperature rising のを recruit き, MgH2 から water element from が accelerate するため, プラズマ処を bedding conditions optimization する necessary がある. Water element プラズマ処 Richard による sample temperature およびイオン exposure に with う MgO style の is yuan および water element change をラマン spectrometry により parsing した results, MgO style から MgH2 generated の intermediates と think われる MgHx, および owe 陥 tectonic の MgH2 と think われる MgHx がイオン exposure に応じて variations change することが Youdaoplaceholder0 った. また, MgH2 はが sample temperature 150 ~ 200 ℃ の van 囲で generated され, イオン exposure の raised plus に with い MgH2 nuclear の area が rights and tendency であることが Ming らかとなった.