WVUの研究者は低コストに注目しています

WVU ベンジャミン M. スタットラー工学鉱物資源大学の研究者たちは、バイオマス原料から水素エネルギーを作り出す方法を検討しており、米国エネルギー省からの資金援助を受けて研究しています。 (WVUの写真)

ウェストバージニア大学ベンジャミン M. スタットラー工学鉱物資源学部では、エンジニアのグループがカーボンニュートラル電力への 2 つの道、水素とバイオマスの組み合わせの可能性に賭けています。

GEプラスチック材料工学部のデバンス・バタチャリヤ教授は、米国エネルギー省から約150万ドルの支援を受けて、バイオマス原料から水素エネルギーを生み出す研究の先頭に立っている。

研究者や業界リーダーがクリーンエネルギーの未来のための燃料源について話すとき、多くの会話は、自動車や航空機から家庭や企業で使用される電気に至るまで、あらゆるものの動力源として化石燃料に代わる液体および気体水素の能力を中心に展開します。他の会話では、「バイオマス」、つまり二酸化炭素を隔離し、エネルギーを生み出すための燃料として使用できるようにする木材、スイッチグラス、肥料、その他の有機材料に焦点を当てています。

バタチャリヤ氏は、同僚の天然ガス利用工学部長のジョン・フー氏、助教授のオーイシ・サンヤル氏とともに、これら 2 つの経路を利用してグリーン電力を生産している。彼らは、ガス化と呼ばれるプロセスを通じてその変革を効率的かつ経済的に実現する方法を研究しています。

バタチャリヤ氏は、バイオマスなどの炭素質材料が蒸気や二酸化炭素などのガス化剤の存在下で高温にさらされるとガス化が起こると説明しました。このプロセスでは、分離して回収できる水素や二酸化炭素などのガスが生成されます。

彼は、バイオマスから水素への道は、クリーンな水素生成のための将来の主要技術の 1 つであると信じています。しかし、まず彼のチームは、バイオマスをガス化するための現在の技術よりもかなり小型で手頃なガス化システムを開発する必要があります。

バタチャリヤ氏は、温室効果ガスである二酸化炭素を隔離しながら、燃料電池で使用するためにグレード分けされた超純度の水素を生成できるガス化装置を構想しています。

「ガス化は新しいものではありませんが、現在の商業ガス化システムは一般に大規模で資本集約的であるため、商業的な魅力があまりありません。

バタチャリヤ氏は、「バイオマスが水素燃料生産の原料として普及するのであれば、ガス化装置はより安価でよりモジュール化され、中心部の大規模施設ではなく分散した場所に設置できるようにする必要がある」と述べた。水素の分散生産により、水素の輸送と貯蔵の問題も大幅に軽減できます。」

規模の経済により、大規模な化学プラントは小規模な化学プラントよりも経済的に有利になりますが、バタチャリヤ氏は、設計の費用対効果を確実にするためにいくつかの革新的なアプローチを採用しています。

同氏のチームは、現在の商用ガス化システムよりも低い温度で作動し、生産量を最大化できる「新規多機能触媒」と呼ばれる技術を使用する予定だ。

また、単一ユニット内に複数のユニット操作を収容し、「ガス化装置自体から直接超高純度水素」を生成する高度に「強化された」ガス化装置も検討する予定であると同氏は述べた。

「私たちが提案する技術は非常にコンパクトで設置面積をあまりとらずに展開できることが期待されており、たとえば自治体の施設規模での水素製造に実現可能なアプローチとなります。」

バタチャリヤ教授は、研究者らは「問題となる数百の設計および運用変数を理解するために、実験を実行し、数学的モデルを開発する予定である。その情報があれば、水素製造のためのグリーン技術のプロセス経済性を向上させることができる」と説明した。

「地球温暖化への対処は最優先事項だ」とバタチャリヤ氏は語った。「私たちは、このプロジェクトが、環境に優しく、手頃な価格で、安全で、信頼性があり、回復力のあるエネルギー資源を生成する上で重要な役割を果たすと信じています。」

-WVU-

mm/11/09/22

メディア連絡先: ミカエラ・モリセットリサーチライターWVU Research Communications304-709-6667; [email protected]

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