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J-GLOBAL ID：202002222922101222   整理番号：20A2212702

過熱液膜方式による有機ハイドライド脱水素プロセスの強化

Intensification of the Dehydrogenation Process for Organic Hydrides by a Superheated Liquid-Film Approach

著者 (6件)： 小林新 (東京電機大学工学部) ,  小林新 ((株)新エネルギー研究所) ,  小林大祐 (東京電機大学工学部) ,  納谷昌和 (東京理科大学工学部) ,  庄野厚 (東京理科大学工学部) ,  斉藤泰和 ((株)新エネルギー研究所)
資料名： 化学工学論文集
巻： 46  号： 4  ページ： 116-122(J-STAGE)  発行年： 2020年 
JST資料番号： S0110B  ISSN： 0386-216X  CODEN： KKRBAW  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 沸点よりも充分に高温度に設定した外部加熱源と,脱水素反応基質のシクロヘキサンにより適度に湿潤し過熱液膜に覆われた炭素担持白金触媒を直接接触させ,金属微粒子に核沸騰発泡点の役割を果させると,熱伝達率が向上するのみならず,脱水素触媒としての基質C-H結合開裂能,ならびに,生成物種脱離促進能を著しく向上させることがわかった.液膜状態では,担体炭素のミクロ孔内で過熱された基質液が高温のまま触媒活性サイトに接触するため反応速度は大きく,浸漬液量が少ないため蒸発速度は抑制される.その結果,液膜状態には大きな反応熱と小さな蒸発熱が必要となるのに対し,懸濁状態では反応熱は低減し,蒸発熱の役割が増大した.蒸発熱は冷却分離過程で散逸され,反応熱は水素のかたちで貯留,電気と排熱に再変換されるので,消費エクセルギーのうち反応に使われる割合をエクセルギー回生率と定義すると,その値は液膜状態で99.7%,懸濁状態で25.7%と算出された.エクセルギー回生に有利な固液界面における熱移動と,空サイト創出が反応ターンオーバー頻度を高める物質移動は,水素再生のプロセスの強化をもたらす.過熱液膜のエクセルギー評価の利点を生かしてコンパクトで効率的な反応装置の開発につなげたい.(著者抄録)

シソーラス用語： 水素エネルギー ,  *水素燃料 ,  エネルギー貯蔵 ,  脱水素 ,  水素化 ,  *白金触媒 ,  炭素材 ,  液膜 ,  核沸騰 ,  沸騰熱伝達 ,  触媒活性 ,  有効エネルギー ,  エネルギー効率 ,  過熱 ,  シクロアルカン

著者キーワード (6件)： 過熱液膜方式 ,  有機ハイドライド脱水素 ,  プロセスの強化 ,  Superheated Liquid-Film ,  Organic Hydride ,  Intensification of Dehydrogenation Process

分類 (2件)： エネルギー貯蔵  (LC02000F) ,  気体燃料の輸送,供給,貯蔵  (YE02060M)

物質索引 (1件)： シクロヘキサン

引用文献 (9件)：

• Ando, Y., M. Yamashita and Y. Saito; “Reaction Mechanism of 2-Propanol Dehydrogenation with a Carbon-Supported Ru-Pt Composite Catalyst in the Liquid Phase,” Bull. Chem. Soc. Jpn., 76, 2045-2049 (2003)
• Hodoshima, S. and Y. Saito; “Hydrogen Storage in Organic Chemical Hydrides on the Basis of Superheated Liquid-Film Concept,” Hydrogen Fuel, R. B. Gupta ed., pp. 437-474, CRC Press (2008)
• Mears, D. E. and M. Boudart; “The Dehydrogenation of Isopropanol on Catalyst Prepared by Sodium Borohydride Reduction,” AIChE J., 12, 319-321 (1966)
• Nakui, K., T. Nomura and T. Akiyama; “Exergy Analysis of Large-Scale Hydrogen Transportation using Several Types of Hydrogen Carriers,” Kagaku Kogaku Ronbunshu, 43, 63-73 (2017)
• Noda, M., S. Shinoda and Y. Saito; “Liquid-Phase Dehydrogenation of 2-Propanol by Suspended Nickel Fine-Particle Catalyst,” Bull. Chem. Soc. Jpn., 61, 961-965 (1988)

タイトルに関連する用語 (6件)： 過熱 ,  液膜 ,  有機ハイドライド ,  脱水素 ,  プロセス ,  強化