R&D on thermochemical water-splitting iodine-sulfur process for hydrogen production

熱化学水素製造法ISプロセスの研究開発

小貫 薫; 久保 真治  ; 寺田 敦彦  ; 坂場 成昭 ; 岩月 仁 ; 奥田 泰之; 笠原 清司  ; 田中 伸幸 ; 今井 良行  ; 野口 弘喜  ; 日野 竜太郎

Onuki, Kaoru; Kubo, Shinji; Terada, Atsuhiko; Sakaba, Nariaki; Iwatsuki, Jin; Okuda, Hiroyuki; Kasahara, Seiji; Tanaka, Nobuyuki; Imai, Yoshiyuki; Noguchi, Hiroki; Hino, Ryutaro

原子力機構では、熱化学水素製造法の研究開発を進めている。熱化学法の大きな特徴として、水以外の反応物質を繰り返し使用するという閉サイクル運転が挙げられる。原子力機構では、純粋熱化学プロセスであるISプロセスについて、ガラス製試験装置を用いて一週間に渡る毎時30L規模の閉サイクル運転を実証した。また、重要な技術課題である装置材料の腐食問題について、代表的プロセス環境における予備的な腐食試験の結果をもとに、300-500C,2MPaにおいて高温ヘリウムの熱を用いて濃硫酸を蒸発させる硫酸分解器に関し、炭化ケイ素製熱交換器を備えた機器を設計し、さらに、水素製造量毎時30Nm規模の熱交換器の試作を行った。

Japan Atomic Energy Agency has been conducting R&D on thermochemical water-splitting process for hydrogen production. "Closed-cycle" operation features the thermochemical processes, with which all the reactants except water are cyclically used in the component chemical reactions. The closed-cycle operation of pure-thermochemical Iodine-Sulfur process was demonstrated for one week using a glass-made apparatus with hydrogen production rate of about 30NL/h. "Corrosion" is another big technical issue. Based on preliminary corrosion tests in the typical process environments, sulfuric acid decomposer for vaporizing concentrated sulfuric acid at 300-500C and at 2MPa using the sensible heat of high temperature helium gas was designed featuring a heat exchanger made of silicon carbide. Test-fabrication of the ceramic heat exchanger was performed with the capacity equivalent to the hydrogen production rate of 30Nm/h.