日本エネルギー学会誌
Online ISSN : 1882-6121
Print ISSN : 0916-8753
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96 巻 , 3 号
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投稿論文
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論文
  • 井上 智弘, 三森 輝夫, 山田 興一
    96 巻 (2017) 3 号 p. 58-67
    公開日: 2017/03/31
    ジャーナル フリー

    太陽光発電システムの普及拡大に向けて,従来の発電システムと経済的に競合可能となるためには更なるコスト低減が不可欠である。そのためには,科学的根拠に基づいた経済性・環境性の観点から,技術開発項目とその方向性の優先順位を明確にする必要がある。本稿では,主流である単結晶シリコン太陽光発電システムを対象とし,推定した技術水準から3つの技術シナリオを設定し,そのコスト構造を明らかにした。分析には,低炭素社会戦略センター(LCS)が開発している経済性・環境性を評価する手法である「低炭素技術評価・設計プラットフォーム」を用いた。その結果,2012 年の技術水準では単結晶シリコン太陽光発電システムの導入原価が176円/W(18円/kWh),CO2排出量は1200 g-CO2/W(60 g-CO2/kWh)であった。本研究により,原材料の消費原単位の削減と,モジュール変換効率の向上がコスト低減に有効な技術開発項目として示された。また,主にウェハ厚100 μm ,モジュール変換効率20%などの達成により105円/W (11円/kWh )に,ウェハ厚50 μm以下,モジュール変換効率23%などを達成することにより,70円/W(7円/kWh)に低下する導入原価の見通しを得た。

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  • 鵜飼 佑輝, 宮藤 久士
    96 巻 (2017) 3 号 p. 68-72
    公開日: 2017/03/31
    ジャーナル フリー

    イオン液体である1-エチル-3-メチルイミダゾリウムクロリド([C2mim]Cl)中で,糖を加熱することにより生成した5-ヒドロキシメチルフルフラール(5-HMF)について,[C2mim]Clからの抽出法に関する検討を行った。まず,マイクロ波照射による加熱下において,[C2mim]Cl 中でのスクロースからの5-HMF の生成について検討を行ったところ140℃,10分の処理にいて,28.8wt% の収率で5-HMF が得られることが分かった。この処理で得られた5-HMF の[C2mim]Cl からの抽出について,抽出された割合を示す抽出度と,抽出された液中の溶質における5-HMFの割合を示す選択性で評価を行った。[C2mim]Cl に水を添加した上で,ヘキサンとアセトンの混合溶媒で抽出を行うことで抽出度67.3%,選択性99.4%の優れた抽出を達成することができた。

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  • Toshiaki HANAOKA, Yukihiko OKUMURA
    96 巻 (2017) 3 号 p. 73-85
    公開日: 2017/03/31
    ジャーナル フリー

    バイオマスを熱分解して得られたバイオチャーにガス化触媒金属(KおよびFe)を直接担持し,熱天秤を用いて1023-1323 Kの範囲でCO2ガス化反応特性を調べた。その結果,K担持バイオチャーにおいて,高いガス化速度定数が得られた。その原因を調べるため,(1)水分を蒸発させ,金属イオンを担持した直後,(2)アルゴン気流中でガス化温度まで昇温させた直後(ガス化直前),の2種類のバイオチャーについて,表面および断面の触媒金属の存在状態をSEM- EDSを用いて観察した。金属イオンを担持した直後は,K原子はバイオチャー表面および内部に均一に担持されていた。また,ガス化温度まで昇温した場合,K原子の一部は放出したものの,ほぼ均一に担持されたままであった。一方,Feイオンを担持した直後は,α-FeOOHおよびα-Fe2O3粒子が主にバイオチャー表面上に担持されていた。アルゴン気流中でガス化温度まで昇温した後は,バイオチャー表面のFe原子の濃度が減少した。Fe酸化物の沸点を考慮すると,ガス化温度への昇温により,Fe酸化物の形態を持つ粒子が,粒子内部に移動したことが観察された。従って,K原子を担持した場合,昇温しても均一に分散した状態が保たれ,多くの活性点が存在する。一方,Fe原子を担持した場合は,粒子を形成しやすいため,活性点が少なくなる傾向である。また,昇温によりその粒子がバイオチャー内部に移動し,CO2が細孔内へ拡散しにくくなる。金属担持バイオチャーに及ぼすこのような昇温の影響により,K担持バイオチャーのガス化反応特性が高いと考えられた。

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  • Andi Amijoyo MOCHTAR, Shinfuku NOMURA, Shinobu MUKASA, Hiromichi TOYOT ...
    96 巻 (2017) 3 号 p. 86-92
    公開日: 2017/03/31
    ジャーナル フリー

    The aim of this study was to investigate the effect of gas flow rate on the gas production rate from n-dodecane using steam reforming in-liquid plasma. A steam reforming of n-dodecane was carried out within the reactor vessel which was connected to a waveguide, an aluminum rectangular tubes that guides the propagation of electromagnetic waves with minimum loss of energy. The liquid medium used for plasma generation was n-dodecane (commercial reagent). The tip of a single electrode was positioned in the bottom center of the reactor vessel for plasma formation. The produced gas flowed through an aspirator and was trapped and collected in a water filled container. The gas production rate was measured and its compositions were analyzed using a gas chromatograph. The gas production rate by plasma with steam feeding was 1.4 times greater than that by plasma without steam feeding. The hydrogen content of the gas produced ranged from 73% to 82%. The maximum energy efficiency, as indicated by the ratio of the enthalpy difference of the chemical reactions to the input energy, was approximately 12%. The maximum hydrogen generation efficiency obtained from experiments was up to 59% higher than the efficiency of hydrogen production from electrolysis of alkaline solutions as reported in literatures. The energy payback ratio of hydrogen (EPRH2)was also calculated in order to obtain the hydrogen production efficiency.

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