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J-GLOBAL ID：201702283698332260   整理番号：17A0596553

ZnOの熱解離のための100-kWthの高温の太陽反応炉の結合型集光光学,熱伝達,および熱化学モデル化

Coupled Concentrating Optics, Heat Transfer, and Thermochemical Modeling of a 100-kWth High-Temperature Solar Reactor for the Thermal Dissociation of ZnO

著者 (6件)： VILLASMIL W. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  VILLASMIL W. (ETH Zurich, Zurich, CHE) ,  COOPER T. (ETH Zurich, Zurich, CHE) ,  KOEPF E. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  MEIER A. (Paul Scherrer Inst., Villigen, CHE) ,  STEINFELD A. (ETH Zurich, Zurich, CHE)
資料名： Journal of Solar Energy Engineering  (Journal of Solar Energy Engineering)
巻： 139  号： 2  ページ： 021015.1-021015.13  発行年： 2017年04月 
JST資料番号： H0641A  ISSN： 0199-6231  CODEN： JSEEDO  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 金属酸化物還元反応に基づく太陽熱化学サイクルは,合成ガス(主成分:H₂とCO)を作り出すために,H₂OとCO₂を分解させる。太陽スペクトル全体を活用することにより,反応プロセスは中間の太陽エネルギーを貯蔵するための経路を提供する。さらに,太陽熱化学経路は,太陽エネルギー貯蔵の閉サイクル・カーボンニュートラルな供給源である。Zn/ZnO還元サイクルは,高い太陽-化学エネルギー変換効率を達成するポテンシャルのため,有望なルートと特定されている。本研究は,Zn/ZnO熱化学サイクルの高温ステップを実行するための100kWthの太陽反応器の過渡的動作の数値的調査を報告している。酸化還元サイクルは,次の2段階で構成されている;(1)集光太陽エネルギーを用いる2000K以上でのZnOのZnとO₂への吸熱解離(2)H₂/COを生成するためのH₂O/CO₂によるZnの酸化。100kWrh太陽反応炉の性能が,2つの結合されたサブモデルからなる動的数値モデルを用いて調査された;(1)入射太陽光フラックスの空間分布図を計算するためのモンテカルロ光線追跡モデル(2)化学反応と熱伝達の結合プロセスをシミュレートするための,吸収された太陽光束図を使用する熱伝達と熱化学モデル。実験的に得られた太陽ー熱化学エネルギー変換効率が報告され,様々なエネルギーフローが定量化されている。このモデルは,達成可能なエネルギー変換効率に対する反応速度論の顕著な影響を示し,ZnO反応境界面における物質輸送の限界を前提に,エネルギー変換効率16%を達成する潜在的可能性を明らかにしている。

シソーラス用語： 太陽熱利用 ,  *熱化学反応 ,  *熱解離 ,  *酸化亜鉛 ,  *エネルギー変換効率 ,  *太陽エネルギー ,  エネルギー変換 ,  還元 ,  *熱伝達 ,  反応速度論 ,  光線追跡 ,  モンテカルロ法 ,  酸化還元反応 ,  数学モデル
準シソーラス用語： *太陽エネルギー変換 ,  還元反応 ,  酸化還元 ,  数値モデル

分類 (1件)： 化学熱力学・熱化学一般  (CB02010E)

タイトルに関連する用語 (8件)： ZnO ,  熱解離 ,  太陽 ,  集光 ,  光学 ,  熱伝達 ,  熱化学 ,  モデル化