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Hydrogen production using thermochemical water-splitting iodine-sulfur process test facility made of industrial structural materials; Engineering solutions to prevent iodine precipitation

工業材料製の熱化学水素製造ISプロセス試験装置による水素製造試験; ヨウ素析出を防ぐための工学的解決法

野口 弘喜 ; 上地 優; 田中 伸幸 ; 竹上 弘彰 ; 岩月 仁 ; 笠原 清司 ; Myagmarjav, O. ; 今井 良行 ; 久保 真治 

Noguchi, Hiroki; Kamiji, Yu; Tanaka, Nobuyuki; Takegami, Hiroaki; Iwatsuki, Jin; Kasahara, Seiji; Myagmarjav, O.; Imai, Yoshiyuki; Kubo, Shinji

熱化学水素製造法ISプロセスは、高温ガス炉,太陽熱,産業廃熱などの様々な熱源を利用して、高効率に大規模水素製造が可能な方法のひとつである。ISプロセスの研究開発課題は、硫酸やヨウ化水素酸などの厳しい腐食環境における工業材料製機器の健全性とそれらの機器による安定した水素製造の実証である。原子力機構では、工業材料製の耐食機器を開発し、それらの機器を組み込んだ水素製造試験設備を製作し、上記研究開発課題の解決に向け、本試験設備の試験運転を進めている。安定した水素製造を行うために、HI-I$$_{2}$$-H$$_{2}$$O溶液の安定送液技術の開発、大量漏えいを防止するためのグラスライニング材の品質保証の改善、ブンゼン反応器における硫酸脱水法によるヨウ素析出防止技術の開発を行った。これらの改良により、水素製造量約30L/h、150時間の連続水素製造に成功し、厳しい腐食環境における工業材料製機器の健全性及び安定した水素製造を実証した。

An iodine-sulfur process offers the potential for mass producing hydrogen with high-efficiency, and it uses high-temperature heat sources, including HTGR, solar heat, and waste heat of industries. R&D tasks are essential to confirm the integrity of the components that are made of industrial materials and the stability of hydrogen production in harsh working conditions. A test facility for producing hydrogen was constructed from corrosion-resistant components made of industrial materials. For stable hydrogen production, technical issues for instrumental improvements (i.e., stable pumping of the HIx solution, improving the quality control of glass-lined steel, prevention of I$$_{2}$$ precipitation using a water removal technique in a Bunsen reactor) were solved. The entire process was successfully operated for 150 h at the rate of 30 L/h. The integrity of components and the operational stability of the hydrogen production facility in harsh working conditions were demonstrated.

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