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論文

Research and development on membrane IS process for hydrogen production using solar heat

Odtsetseg, M.; 岩月 仁; 田中 伸幸; 野口 弘喜; 上地 優; 井岡 郁夫; 久保 真治; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*; 澤田 真一*; et al.

International Journal of Hydrogen Energy, 44(35), p.19141 - 19152, 2019/07

Thermochemical hydrogen production has attracted considerable interest as a clean energy solution to address the challenges of climate change and environmental sustainability. The thermochemical water-splitting iodine-sulfur (IS) process uses heat from nuclear or solar power and thus is a promising next-generation thermochemical hydrogen production method that is independent of fossil fuels and can provide energy security. This paper presents the current state of research and development of the IS process based on membrane techniques using solar energy at a medium temperature of 600$$^{circ}$$C. Membrane design strategies have the most potential for making the IS process using solar energy highly efficient and economical and are illustrated here in detail. Three aspects of membrane design proposed herein for the IS process have led to a considerable improvement of the total thermal efficiency of the process: membrane reactors, membranes, and reaction catalysts. Experimental studies in the applications of these membrane design techniques to the Bunsen reaction, sulfuric acid decomposition, and hydrogen iodide decomposition are discussed.

論文

Development of the RAQM2 aerosol chemical transport model and predictions of the Northeast Asian aerosol mass, size, chemistry, and mixing type

梶野 瑞王*; 猪俣 弥生*; 佐藤 啓市*; 植田 洋匡*; Han, Z.*; An, J.*; 堅田 元喜; 出牛 真*; 眞木 貴史*; 大島 長*; et al.

Atmospheric Chemistry and Physics, 12(24), p.11833 - 11856, 2012/12

 被引用回数:34 パーセンタイル:17.88(Environmental Sciences)

北東アジア領域の大気汚染を再現するために、新しいエアロゾル化学輸送モデルRAQM2を開発した。単純化したエアロゾル動力学モデルとガス・粒子転換の完全動的解法をモデルに導入した。大気エアロゾルの性状を厳密に考慮するために、エアロゾルの粒径を4つのカテゴリに分類して計算する分類法を適用し、2006年の1年間について北東アジアの大気拡散シミュレーションを実施した。計算値と観測値の比較によると、主要な人為及び自然起源の大気中無機物質の広域輸送プロセスをファクター2から5の精度で再現した。計算された質量ベースの粒径分布と化学組成は、観測結果と一致した。辺戸岬での比較によると、冬季には累積モードのエアロゾルに凝縮したH$$_{2}$$SO$$_{4}$$ガスが主要であったが、夏季にはエイトケン・累積モードのエアロゾルと混合した非海塩由来のSO$$_{4}$$が主要であった。エアロゾルの混合形態は光学的性質と雲の凝縮活性化を変化させるため、このプロセスの厳密な予測と検証がエアロゾル・雲・放射相互作用研究において必要不可欠である。

口頭

気象研パッシブトレーサーモデル(MRI-PM)の開発

梶野 瑞王*; 出牛 真*; 眞木 貴史*; 青柳 曉典*; 五十嵐 康人*; 三上 正男*; 猪股 弥生*; 堅田 元喜

no journal, , 

気象研究所環境・応用気象研究部では、オフライン型の化学輸送モデル(MRI Integrated Passive-tracers Model)を開発している。このモデルは、扱う物質によってPM/c, PM/p, PM/rの3つに分かれている。PM/cは対流圏エアロゾル化学輸送モデルであり、58種の気体と39種のエアロゾルを扱う。PM/pは、残留性有機化合物の輸送モデルであり、16種のPAH(多環芳香族炭化水素)と1種のN-PAH(ニトロPAH)を考慮している。従来のPOPsモデルでは、POPs種ごとに輸送特性を与えてモデル化するが、PM/cで予測されたエアロゾルとの相互作用を考慮することにより、PM/pではPOPsの輸送特性をより現実的に考慮することができる。PM/rは、人工放射性核種の輸送モデルであり、原発事故で放出されるガス態のXe, I$$_{2}$$, CH$$_{3}$$Iと粒子態のI, Csを考慮している。本発表では、モデルの概要とそのパフォーマンスを示す。

口頭

R&D status of heat utilization technologies for high-temperature gas-cooled reactor and solar energy

Odtsetseg, M.; 岩月 仁; 田中 伸幸; 野口 弘喜; 上地 優; 井岡 郁夫; 野村 幹弘*; 八巻 徹也*; 都留 稔了*; 町田 正人*; et al.

no journal, , 

The thermochemical water splitting iodine-sulfur (IS) process has potential for producing a large amount of hydrogen without restriction of resources and CO$$_{2}$$ emission in the upcoming hydrogen society. The IS process harnesses heat energy in ranges of temperature, which is generated by High Temperature Gas-cooled Reactors (HTGRs) or solar energy. For application of solar energy, innovative membrane techniques are required to recover total thermal efficiency because temperature (ca. 600$$^{circ}$$C) of heat derived from the solar energy is lower than that of HTGRs (ca. 900$$^{circ}$$C). This paper summarizes current R&D of key devices of membranes and catalysts, and of process evaluation.

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