事例紹介

Case study 1

オンサイト型水素ステーション用低価格水素製造装置の開発

燃料電池車(FCV)の普及のためには、水素ステーションの普及が不可欠です。

しかし、従来のガソリンスタンドの建設費用が約1億円と言われているのに対して、水素ステーションの建設費は4~5億円と言われています。水素ステーションの建設コストを軽減するには水素製造装置等の設備の価格の低減化と工事費用や設置スペース等の低減化が必要になります。

大日機械工業㈱では、NEDOの開発助勢を受けてオンサイト型水素ステーション用水素製造装置の開発を行っています。従来の水素製造装置では、それぞれ別の機器で行っていた反応を1つの機器内で行うようにすることで大幅なコストダウンと、コンパクト化が実現できます。

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複合型改質器を搭載した水素製造装置
計画図(平面図)  [単位:mm]

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複合型改質器を搭載した水素製造装置
計画図(側面図)   [単位:mm]

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システム概要

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システムの特長

1.原料ガス改質とCO転化及び蒸気発生を1つの改質装置内で行える複合型改質器の開発により、コンパクトな設計となります。

2.複合型改質器内で同時に熱回収を行うため、熱効率の大幅な向上が期待できます。

3.機器点数を大幅に削減することにより、コンパクトなユニット機器として輸送、据付作業の大幅な効率化が可能になりました。

4.同じ水素製造能力の従来装置に比べ、大幅なコストダウンが可能になります。

Case study 2

家庭用燃料電池向け水素製造装置の開発

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家庭用燃料電池システム用改質器を山梨大学と共同開発しました。1kw級PEFC用改質器では2008年当時では世界最小でした。

反応器にハニカム形状の触媒を採用することにより、触媒使用量を粒状触媒に比べ1/5に減らすことができ、コンパクトな装置にすることができました。

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エネファーム用燃焼器

エネファームには改質器が搭載されています。この改質器に使用する燃焼器には、コンパクト・低コスト・クリーン燃焼と言った高性能が求められます。エネファームの開発には燃焼器の設計も重要な一つです。当社では、燃焼器の開発も行っています。

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Case study 3

熱エネルギーから連続水素製造装置の開発

水素エネルギーは多くの一次エネルギーから製造することが出来ます。太陽光熱エネルギーや原子力の熱エネルギーを利用して、直接、水から大量の水素を製造ができる可能性があります。非化石エネルギーであるためCO2の排出がなく、タンク貯蔵ができることにより必要時に必要なだけ使用できる水素を製造するため、エネルギーの安定供給ができる環境にやさしいシステムです。

ISプロセスとよばれるSO2とヨウ素のブンゼン反応で生成した硫酸とヨウ化水素をそれぞれ熱分解して酸素と水素を製造するプロセスです。当社は2004年から要素技術である硫酸分解反応系試験装置を納入し、2013年度には日本初の連続水素製造試験設備を国立研究開発法人日本原子力研究開発機構大洗研究開発センターに納入しました。

◆連続水素製造試験設備の外観

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(*3)画像出典先

「科学技術・学術審議会原子力科学技術委員会 高温ガス炉技術研究開発作業部会 高温ガス炉技術に関する研究開発の経緯と現状について」

http://www.mext.go.jp/component/b_menu/shingi/toushin/__icsFiles/afieldfile/2014/10/07/1352385_04.pdf

 

関連ニュース

平成28年3月18日の国立研究開発法人日本原子力研究開発機構様のプレスリリース

https://www.jaea.go.jp/02/press2015/p16031801/

ISプロセスとは

プロセスの循環物質に、ヨウ素(I)と硫黄(S)を利用するためISプロセスといいます。また、東京大学/東京農工大学では循環物質としてカルシウム(Ca)、鉄(Fe)、臭素(Br)等の化合物を用いたUT-3プロセスの研究がすすめられています。化合物を利用した3つの熱化学反応を組み合わせることにより、水を熱分解する化学プロセスです。

高温ガス炉から供給される300~900℃の熱エネルギーをブンゼン反応で生成した硫酸とヨウ化水素の分解に使用することによって水素と酸素を生成します。ヨウ素、硫酸等の反応物質は、プロセス内で繰り返し使用される閉サイクルが大きな特長です。原料は、水と熱エネルギーだけで水素を製造します。

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熱化学水素製造法ISプロセス

(日本原子力研究開発機構ホームページより)