熱化学反応用マイクロリアクターの開発と超小型燃料電池システムへの応用

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熱化学反応用マイクロリアクターの開発と超小型燃料電池システムへの応用

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Development of Microreactions for Applications to Thermochemical Reactors and Miniaturized Fuel Cells
責任表示:
諸岡 成治(福岡大学・工学部・教授)
MOROOKA Shigeharu(福岡大学・工学部・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
2001-2002
概要(最新報告):
本研究は、超小型固体高分子型燃料電池での使用を目指して、水蒸気改質反応用のマイクロ触媒反応器を開発することを目的とするもので、2年の研究期間において以下の成果を得た。 (1)耐熱性、耐薬品性がある各種基板上に、マイクロチャンネルを作成するとともに、チャンネル壁面を修飾する手法を開発した。 (2)マイクロチャンネル壁を触媒担体で被覆し、金属触媒を担持する手法を開発した。 (3)複数のマイクロチャンネルに異なった触媒粒子を充填して反応させ、生成物を4重極MSで定量することによって、迅速に触媒評価を行うシステムを開発した。 (4)触媒用マイクロチャンネルを作成した基板の裏側にもマイクロチャンネルを作成し、加熱デバイスを組み込んで触媒反応に要する熱量を供給できる手法を開発した。また、この基板に温度センサを組み込むことにも成功した。 (5)3枚のシリコンウェハを基板として用いて、耐熱性があるピエゾ素子を3個貼り付け、駆動時間を制御することによって、液体用ポンプとした。基板には、加熱機能を有するエバポレータと触媒チャンネルを組み込み、上記ポンプで液体原料を供給して反応させるシステムとした。ポンプの吐出量は、超小型燃料電池の必要メタノール量を十分にまかなえるものであった。 (6)水蒸気改質で生成する一酸化炭素は固体高分子電極の触媒毒であるので、10ppmのレベルまで除去する必要があるが、Y型ゼオライト膜ならびにパラジウム膜を組み込むことによって、一酸化炭素の除去に成功した。Y型ゼオライト膜の場合は、一酸化炭素と同等量の酸素を供給して膜を透過させることで、超高選択性分離が達成できた。パラジウム膜の場合はマイクロチャンネルにパラジウム膜を直接張り込む手法を開発した。 以上の要素技術を総括し、原料供給、改質反応、CO除去を組み合わせた超小型水素製造システムに関して検討を加えた。 続きを見る
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