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バイオコーク技研、水素化マグネシウムの工業生産に成功
[issued: 2008.02.28]
バイオコーク技研は、効率的に水素を貯蔵・放出できる水素吸蔵合金として知られる水素化マグネシウム(MgH2)の工業生産技術と、その製造装置開発に成功した。また、加水分解技術を応用することで、1gのMgH2から最大1.9リットルの水素を放出するプロセスも考案した。27日から29日まで東京ビッグサイトで開催されている「第4回国際水素・燃料電池展」で、FC-R&Dと共同開発した「マグ水素燃料電池」の実証機とともに展示を行っている。
今回開発した生産技術は、木質チップを高温処理した時に木炭とともに生成されるタールを、さらに600℃以上の高温処理で分解してアルミナに担持させた「バイオコーク」を利用することで実現した。このバイオコークと水蒸気を800~900℃で反応させて発生した水素を膜分離法で取り出し、400~500℃でマグネシウム粉末と化合することでMgH2を製造できる。実際に、バイオコーク技研の埼玉研究所で、2日間連続の反応で5kgの生産に成功した。1グラムあたりの価格は、数トンの生産規模で約10円、数十kgで約30円になるとしている。MgH2の量産技術を含むバイオコークに関わる研究開発は、北海道大学の秋山友宏教授グループと進めた。
従来、化学的に安定なMgH2からの水素放出には290℃以上の高熱が必要なため、自動車用燃料電池などの水素源としての利用は難しいとされていたが、水と反応させる加水分解技術により75℃程度で水素が発生することを確認した。さらに、ある物質を添加することで反応温度を常温で進行させることも見出した。加水分解反応の場合、従来の脱水素反応に比べて2倍の水素が得られることも大きな利得となっており、水素吸蔵合金の水素発生性能を示す質量水素密度で15.2重量%を達成した。従来のチタンやクロムベースの合金の2重量%前後を大きく上回っている。
FC-R&Dと共同開発したMgH2を使った燃料電池システム「マグ水素燃料電池」は、最大出力100Wで、8時間の連続運転が可能だ。また、早稲田大学と、このマグ水素燃料電池を使った電動車いすや一人乗り電動車の共同開発も進めている。
(朴尚洙)
今回開発した生産技術は、木質チップを高温処理した時に木炭とともに生成されるタールを、さらに600℃以上の高温処理で分解してアルミナに担持させた「バイオコーク」を利用することで実現した。このバイオコークと水蒸気を800~900℃で反応させて発生した水素を膜分離法で取り出し、400~500℃でマグネシウム粉末と化合することでMgH2を製造できる。実際に、バイオコーク技研の埼玉研究所で、2日間連続の反応で5kgの生産に成功した。1グラムあたりの価格は、数トンの生産規模で約10円、数十kgで約30円になるとしている。MgH2の量産技術を含むバイオコークに関わる研究開発は、北海道大学の秋山友宏教授グループと進めた。
従来、化学的に安定なMgH2からの水素放出には290℃以上の高熱が必要なため、自動車用燃料電池などの水素源としての利用は難しいとされていたが、水と反応させる加水分解技術により75℃程度で水素が発生することを確認した。さらに、ある物質を添加することで反応温度を常温で進行させることも見出した。加水分解反応の場合、従来の脱水素反応に比べて2倍の水素が得られることも大きな利得となっており、水素吸蔵合金の水素発生性能を示す質量水素密度で15.2重量%を達成した。従来のチタンやクロムベースの合金の2重量%前後を大きく上回っている。
FC-R&Dと共同開発したMgH2を使った燃料電池システム「マグ水素燃料電池」は、最大出力100Wで、8時間の連続運転が可能だ。また、早稲田大学と、このマグ水素燃料電池を使った電動車いすや一人乗り電動車の共同開発も進めている。
(朴尚洙)
マグ水素燃料電池。右側の2本の容器に入っている水を、粉末状の水素化マグネシウムを封入したパックが入っている反応容器内に供給して、加水分解反応で水素を発生させる。そして左端の燃料電池に水素を送って発電する
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