成果報告書詳細
管理番号20100000001494
タイトル平成20年度成果報告書 平成20年度第2回採択産業技術研究助成事業 08C46545c 多孔質触媒層を利用した超小型燃焼器の開発と携帯小型電源への応用 平成20年度中間
公開日2011/7/28
報告書年度2008 - 2008
委託先名国立大学法人岐阜大学高橋周平
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約 焼結法により生成した多孔質触媒層の触媒表面を電子顕微鏡で観察したところ,微細構造の細孔サイズが,焼結時に用いる燃料の種類,当量比,および総発熱量により大きく影響を受けることが分かった.量論比付近や総発熱量が大きい条件で,細孔サイズが大きくなる傾向が見られ,また,メタンを燃料とした場合には,DMEを燃料とした場合と比べて細孔サイズが大きくなった.この理由としては,触媒表面での反応温度の差が挙げられ,メタンを用いた場合は触媒活性温度が高いために,表面反応温度が高くなったものと考えられる.この活性温度の違いは,燃焼器自体の可燃範囲にも大きな影響を与え,メタンの希薄側限界が当量比0.8程度だったのに対し,n-ブタン,DMEを用いた場合は,それぞれ当量比0.4,0.2程度まで可燃限界が拡大した.一方で,メタンを用いた場合は,n-ブタン,DMEと比較して,燃焼効率が高く,高温の触媒層により気相燃焼が促進されていることが考えられる.発電試験においては,熱再循環が行われる方式を採用したため,燃料の違いによる顕著な差はあまり見られず,熱電モジュールのサイズを最適化することで,いずれにおいても3.00~3.52%の高い最終変換効率を達成することができた.
英文要約 Observing the surface of the porous catalyst layer made by sintering technique, the pore size is much affected by the kind of fuel, the equivalence ratio and the total combustion heat. The pore size tends to increase near the stoichiometry and under large combustion heat. Moreover, the use of methane also increases the pore size more than the use of DME. Such difference results from the difference in catalyst activation temperature, and the surface reaction temperature of the methane is higher than that of DME. The difference in the activation temperature also affects the flammability limit of the combustor. The equivalence ratio of the lean limit with n-butane and DME are 0.4 and 0.2, respectively, whereas that with methane is 0.8. On the other hand, the combustion efficiency with methane is highest which implies that the gas-phase reaction is enhanced by the high surface temperature. In the electricity generation experiments, the final conversion efficiency reaches about 3.00-3.52% by optimizing the size of the thermoelectric modules.
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