溶融イオン循環型カーボンフリー水素合成法の開発

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本研究では、次世代の低コスト・高効率カーボンフリー水素合成技術の確立を目標に、近年我々が世界に先駆けて新たに見出した高温・液体型の新しいタイプの溶融イオン型CO2吸収剤を用い、“連続CO2吸収強化型メタン水蒸気改質法”の技術開発を行う。この新しい水素合成プロセスでは、高温・高湿のメタン水蒸気改質反応条件下において、その副生成物として生成されるCO2を選択的に改質器から取り除くことが可能な新しいCO2吸収剤を開発し、さらにその連続循環を可能とする固液分離セパレータの開発を行うことが重要な技術課題となる。そしてその上で、これらを用いた新しい改質反応器を設計し、その反応挙動の詳細な動的ダイナミックス解析を行うことで、さらなるスケールアップ、高効率化へ向けた反応条件の最適化を進める。本研究の第一段階となる本年度は、特にその反応材料の選定とその評価システムのセットアップを中心に研究を遂行した。この中で、まずメタン水蒸気改質が進む高温条件下での、溶融イオン酸化物型CO2吸収剤のCO2吸脱着特性、イオン伝導特性、さらには動的レオロジー特性の解析を実施するための分析システムを新たに研究室に構築し、その材料物性の測定評価を進めた。またさらに、高温条件下で動作可能な固液分離セパレータに対する候補部材として、高い熱安定性とガス透過性を有した新たな金属酸化物ポーラス膜を試作し、その膜分離特性について基礎的解析を行った。今後さらに、これらの材料構成の最適化およびその特性解析を進めることで、本反応システムの構築に最も好適な条件を特定し、最終目的である新しい連続CO2吸収強化型メタン水蒸気改質器の設計と評価を進めていく。