半導体触媒を利用した放射線による水素生成基礎試験,1; 研究背景、原理及び大線量照射実験結果

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明珍 宗孝; 川口 浩一  ; 和田 幸男

Myochin, Munetaka; Kawaguchi, Koichi; Wada, Yukio

近年、クリーンな燃料として水素を用いるシステムの検討が盛んに行われている。水素エネルギーシステムを構築するためには安価に大量の水素を得ることが必須条件であり、従来法に替わる革新的な水素製造法の開発が期待されている。中でも半導体触媒を可視光によって励起したときに生成する電子を水分解反応に利用し水素発生させる方法については、多くの研究が行われている。一方、動燃事業団においては使用済燃料に含まれる白金族元素等の有用金属を回収し利用する技術の研究を実施しており、この中で回収有用金属の利用技術研究のひとつとして半導体微粒子と放射性白金族元素とを組み合わせた触媒(半導体-放射線触媒)による水素製造に関する検討を行っている。半導体触媒を用いて放射線により水分解を行い水素を生成させる方法について基礎的な試験を実施し、水素生成の効率等について調べた。酸化チタンにルテニウムを担持した触媒及び酸化ジルコニウム触媒を水に懸濁しCo-60線源により照射実験を行った結果、メタノールを添加した系において水素生成のG値は水の場合の1000倍以上の高い値が得られ、みかけの反応効率は100250%となった。実験により得られた水素発生速度より、1GWの軽水炉の使用済燃料中Cs-137の線により製造できる水素量を試算すると1時間当り460リットル程度となる。

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