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成果報告書詳細
管理番号20180000000671
タイトル平成29年度成果報告書 ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業 ベンチャー企業等による新エネルギー技術革新支援事業(燃料電池・蓄電池) メタノール水溶液水素発生装置とSOFCを複合した画期的熱電併給技術の開発
公開日2018/12/27
報告書年度2017 - 2017
委託先名佐渡精密株式会社 学校法人東京電機大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約メタノール水溶液水素発生装置の開発と、開発した水素発生装置と5kW程度のSOFCを組み合わせた熱電併給システムの構築に取り組む。5kWSOFCに必要とされる水素生成量(3752NL-H2/h)の達成に向けた、最適な改質条件の検証に加え、5kWSOFCモジュールに利用する為のシステム化の課題について取り組んだ。
研究項目としては
1,メタノール水溶液改質触媒の最適化と最適反応条件の模索
2,製品化に向けての反応器及び周辺機器の設計試作
3,水素発生装置として稼動したときの安定性の確認
4,SOFC以外の水素発生装置の用途探索
上記の項目について取り組んだ。
 1,メタノール水溶液改質触媒の最適化と最適反応条件の模索について
Pt触媒によるメタノール水溶液改質反応を調査対象とし、最適改質反応条件を調査した。Ptと異種金属(Ru)の複合による改質反応の活性化を図った。
改質反応の条件で生成気体の生成量に大きく寄与する要因として、加熱温度に着目し研究を行った。外部加熱温度250℃と350℃で比較したところ6倍の発生量を示し、明らかな温度依存性があることを見出した。
 2,製品化に向けての反応器及び周辺機器の設計試作については5kWのSOFCが作動する流量のH2ガスを生成することのできるサイズの水素発生装置の設計製作に取り組んだ。
要のシリンダー型反応器は実験室レベルの小型の反応器を基に、上記流量の生成気体を発生させるサイズで製作した。
 3,水素発生装置として稼動したときの安定性の確認としては項目2,で製作した部材を接続し、接続部からの気体漏洩がないかを確認した。
 4,SOFC以外の水素発生装置の用途探索では福島県再生可能エネルギー研究所-水素キャリアチームと水素と化石燃料の混焼によるCO2の削減を可能にするコジェネエンジンへ導入した場合についての議論など水素のエネルギー分野への利用に関する研究について調査した。
英文要約Title: An Innovative Project for New Energy Venture Technologies An Innovative Project for New Energy Venture Technologies(Fuel cell・Battery)
Development of an epoch system co-supplying electricity and heat on hydrogen generation from aqueous methanol solutions, coupled with SOFC of 5 kW class.
(FY2017) Final Report

Summary
Apparatus developments on hydrogen generation from aqueous methanol solutions, coupled with SOFC of 5 kW class, were investigated to order to construct a system co-supplying electricity and heat. For achieving the requirement of 5 kW SOFC, hydrogen must be generated (3752 NL-H2/h), where the most profitable conditions to this reforming reaction were inspected. Moreover, tasks of systematization were tackled with for utilizing to utilize the 5 kW SOFC modules.
Research items are shown below.
1. Catalyst optimization for the reforming reaction of aqueous methanol as well as the best reaction conditions were groped.
2. Design/trial produce on reactor and surrounding instruments were attempted, aiming at manufactured goods.
3. Safety confirmation at occasions of operating the apparatus was performed.
4. Usages other than SOFC were researched for the hydrogen-generation apparatus.

1. Optimization of Reforming Catalyst for Aqueous Methanol Solutions and Grope on Most Profitable Reaction Conditions
Platinum catalyst was searched on aqueous methanol reforming together with its most profitable reaction conditions. Composite of platinum with hetero-metal species (Ru) was attempted to promote activities for this reforming reaction.
Among the reforming conditions, heating temperature was paid special attention in this research, because its extent of contribution was extraordinarily large for evolving gaseous products.
External heating temperatures at 250℃ and 350℃ gave difference as large as 6 times with respect to the amounts of gaseous evolution. Temperature dependence was found indeed to be distinct.
2. Design/Trial Produce on Reactor and Surrounding Instruments
Hydrogen-generating reactor and surrounding instruments were designed and tested for affording flow rates sufficient enough to operate 5 kW SOFC.
As the essential part, a cylinder-shaped reactor was made up at the sufficient size for generating gaseous products to meet the required flow rate upon the basis of small-sized reactors at the experimental levels.
3. Safety Confirmation during Hydrogen Generation
No gaseous leak at the working states was confirmed during hydrogen generation and separation through the parts of reaction and condenser as well as their connecting part, for which each operating stability was assured.
4. Usage Search on Hydrogen-Generating Reactor Other than SOFC
In addition to mixed-combustion of fossil-fuel and hydrogen for CO2 reduction, cogeneration-type engine, affording both electricity and heat, has been undertaken by the research group of hydrogen carrier, FREA.
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