高温太陽集熱による二酸化炭素循環利用技術の開発

～　熱化学プロセスを利用した二酸化炭素の燃料化・固定化　～

工学部　化学システム工学プログラム熱エネルギー貯蔵・変換工学研究室

郷右近　展之

GOKON　Nobuyuki

自然科学系　准教授

専門分野: エネルギー学、材料工学、熱化学、金属材料学、物理化学

キーワード: エネルギー変換、水素エネルギー、潜熱/化学蓄熱、二酸化炭素の燃料化・固定化、高温太陽熱

関連URL: https://researchers.adm.niigata-u.ac.jp/html/211_ja.html

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研究の目的、概要、期待される効果

　太陽日射の豊富な海外のサンベルトでは、大型太陽集光システムにより～1500℃の高温熱が得られます。太陽熱発電では熱媒体の制限から550℃以下での発電が実用化済みです。高温太陽熱を熱化学プロセスの熱源に利用することで、水の二段階熱分解による水素製造や、二酸化炭素の二段階熱分解による一酸化炭素を製造できます。
　本技術はペロブスカイト酸化物を酸化還元系として用いた二段階熱化学サイクルにより、火力発電所等から排出される高濃度の二酸化炭素を一酸化炭素に転換、また水の二段階熱分解サイクルと組み合わせることで、水素と一酸化炭素の合成ガスが得られます。合成ガスはFT（Fischer-Tropsch）プロセスの原料となり、炭化水素燃料に転換する“二酸化炭素の燃料化”が可能となります。また、水素や一酸化炭素は化成品製造の原料としても利用できます。
　熱源として太陽エネルギーを用いることから、二酸化炭素の排出削減を目指した再生可能エネルギー駆動の二酸化炭素の循環利用・燃料製造プロセスとして期待できます。