合成ガスおよび水性ガスシフト合成ガスからの水素回収のための2ベッドおよび4ベッドPSAサイクルの実験的評価
本研究では、層状活性炭/ゼオライト5Aベッドを備えた実験室規模の圧力スイング吸着(PSA)ユニットを用いて、合成ガスおよび水性ガスシフト(WGS)合成ガスからの水素回収を実験的に評価した。まず、吸着時間限界を決定し、製品品質を制御する重要な不純物を特定するためにブレークスルー試験を実施した。次に、2ベッドのベルリン型サイクルと4ベッドのリンデ型サイクルの2つのサイクル構成を使用して連続PSA実験を行った。COが最初に検出された不純物ブレークスルーであり、実用的な吸着時間カットオフを定義した一方、CO2は、特に活性炭比率が増加したベッドで最も強い保持を示した。結果は、純度と回収率の間に明確なト…
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有機PCMの低熱伝導率にもかかわらず80kW超の放電電力を実現したデュアルPCM熱電池
- 有機PCMの熱伝導率0.16 W·m−1K−1という低さにもかかわらず、熱交換器の設計最適化(伝熱面積203m2、PCMからフィンまでの最大距離約1.5mm)により80kW超の放電電力を実現した実証機を設計・調査した
- PCM熱交換器体積0.79m3で80kW超の放電電力を達成し、トランジット水がタンクから完全に排出された後も65kWを維持した
- 融解時にサーモサイフォン駆動の自然対流が観測され、伝熱をさらに向上させる可能性が示された
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水素製造用50kW級PEM水電解システムの動的性能に関する実験的研究
- 50kW級PEM水電解システムをステップ負荷変動、圧力変動、コールドスタート条件下で実験的に評価し、電圧は数秒以内に電流変化へ応答する一方、熱応答はコールドスタートから定格まで約34分かかることを実証した。
- 運転圧力を1.2MPaから2.9MPaに増加させると水素中酸素(HTO)含有量が0.383%から0.545%に増加することを確認した。
- 電流を300Aから1200Aに増加させると酸素中水素(OTH)含有量が1001.77ppmから5.86ppmに減少し、全負荷運転時のシステム総電力消費量は69.7kWと計測された。
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MATERIALS素材・マテリアルインフォマティクス ヨモギと甘草の残渣由来の鉄ドープ階層多孔質炭素のその場合成:吸着冷凍のための細孔エンジニアリングと熱伝導率向上
- ヨモギ(55 wt%)と甘草(45 wt%)の残渣から鉄ドープ階層多孔質炭素ZYC-ZFeをその場合成した
- ZYC-ZFeは比表面積1244.69 m2/g、総細孔容積1.123 cm3/g、熱伝導率4.517 W/(m·K)を達成した
- 吸着冷凍ベッドで比冷却電力1534.6 kJ/(kg·h)とCOP 0.52を達成し、100サイクル後の吸着容量低下は3.2%に留まった
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フィン付き正弦波コルゲートチューブリアクターにおける水素貯蔵性能最適化の数値的研究
金属水素化物(MH)システムは固体状態での水素貯蔵に有望であるが、充填速度は水素化物層の低い熱伝導率と吸収時の大量の発熱に律速されている。この熱的ボトルネックを水素化物体積を犠牲にせずに解決することが、MHリアクター設計における中心的な課題である。本研究では、横方向フィンと正弦波コルゲート伝熱管を組み合わせた統合熱強化戦略を提案する。これは、コルゲート形状の境界層破壊効果とフィンの拡張された伝熱表面積を組み合わせたものである。多孔質媒体フレームワーク内で3次元過渡数値モデルを開発し、異なるフィン配置を備えた直管およびコルゲート管リアクターを比較する。コルゲート管入口半径、フィン長、フィン傾斜…
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