Adsorption behavior of hydrogen and deuterium on natural mordenite adsorbents at 77 K

77Kにおける天然モルデナイト吸着材の水素及び重水素吸着挙動

宗像 健三*; 河村 繕範

Munakata, Kenzo*; Kawamura, Yoshinori

低温吸着法は大量ヘリウム中の低濃度水素同位体の回収に有効である。したがって、核融合炉のブランケットスイープガスからのトリチウム回収や、ヘリウム放電洗浄排ガスからのトリチウム回収への適用が検討されている。より有効な吸着材の開発のために実施したスクリーニングテストの結果、天然モルデナイトが77Kにおいて、従来のMS5A等よりも水素同位体に対する大きな吸着容量を持つことがわかった。本研究では、実験で求めた破過曲線の解析により、77Kでの水素同位体の吸着速度を定量した。律速過程は細孔内拡散であり、評価した細孔内有効拡散係数はMS5Aより大きく、モルデナイトが大量ヘリウム中の低濃度水素同位体の回収に有望であることが示唆された。

Cryogenic adsorption is effective for the recovery of low-concentration hydrogen isotopes from bulk helium gases. As the result of screening test, it has been found out that a natural mordenite has a quite high adsorption capacity for H and D under the helium atmosphere at 77 K. In this work, the adsorption rates of hydrogen isotopes for the mordenite were quantified by analyzing breakthrough curves obtained in experiments. Evaluated effective pore diffusivities suggest that the mordenite is promising for the recovery of low concentration hydrogen isotopes from the helium bulk gas.