環境調和型でかつ高効率な変換技術
の開発に取り組む。
持続発展可能な物質循環型社会
の創成を目指す！
5つのグループに分けて研究を行っています！
バイオマスや廃棄物などの固体燃料を燃焼させるボイラでは、燃料に含まれる灰分の一部が溶融または気化し、ボイラ内の伝熱管に付着することがあり、これによりスラッギングやファウリングと呼ばれる問題が発生します。この問題はボイラの総合熱効率を低下させるだけでなく、ボイラーの補修期間の延長を招くこともあります。近年では、蒸気温度のさらなる高温化や、廃棄物やバイオマスとの混焼が導入されつつあり、これらの要因によりボイラ環境での灰付着のリスクが増大しています。そこで、本研究では伝熱管表面における灰付着のメカニズムを解明し、伝熱管表面の改質技術の一つである溶射法を用いた灰付着制御技術を提案します。
テーマの例：
固体燃料には石炭のほか、木質バイオマス、下水汚泥、廃棄物、ごみ固形化燃料(RDF)等があります。このような低品位燃料からエネルギーを製造するための有効利用法の一つとして、直接燃焼による熱回収法が挙げられます。近年の“地域分散型電源”としての廃棄物の焼却発電施設への期待の高まりとともに，ごみ焼却技術に係る研究開発の重要性が増しています。これを実現するためには、最適な燃焼炉を設計する必要がありそのためには、使用する可燃性廃棄物の基礎挙動を把握することが不可欠になります。
テーマの例：
ガス化とは少量の空気を導入して部分燃焼させ、その生成ガスと残渣であるチャーとを反応させ、CO2とH2を生成する技術です。バイオマスは化石燃料と比較してエネルギー密度が低いことに加え、地域偏在性があるといった課題が存在しているので、バイオマスの利用法として，比較的小規模でも効率よくエネルギーが取り出すことが可能なバイオマスガス化技術が重要になります。この研究グループではバイオマスのガス化挙動の解明を目的としてガス化過程の熱重量分析および生成ガス組成変化の評価を実施しています。また、ガス化過程に伴い放出される微粒子や微量成分の挙動解明にも取り組んでいます。
テーマの例：
鉄鋼業は低炭素化を実現するための大きなカギになっています。日本国内の鉄鋼業では石炭を還元材や熱源として大量に使用しているため，多量のCO2を排出しており、国内CO2排出総量の約12%を占めています。その中，焼結機，コークス炉および高炉といった製銑工程からのCO2排出量が製鉄所全体の約70%を占めています。高炉法を用いた水素還元製鉄は、高炉で使用するコークスの一部を水素に代替する方法です。高炉内の水素還元方法やコークスの代わりに廃プラスチックや木質バイオマスの利用等が期待されています。また、焼結プロセスは製鉄所における最大のNOx排出源と言われているので焼結プロセスに向けたNOx削減も重要になっています。
テーマの例：
地域に分散しているバイオマス資源を地産地消的に利用するため、バイオマスガス化と固体酸化物燃料電池（SOFC）の組み合わせたシステムの開発に取り組んでいます。ガス化生成ガスであるH2、COやCH4をダイレクトにSOFCへ供給し、速やかに電力を作ります。一方、SOFCの排気ガスには大量の熱が含まれるため暖房や湯に利用できます。本グループは実験室規模のガス化炉によって生成した合成ガスの性状を評価したり、混合ガス中微量成分によるSOFCの劣化挙動解明しており、また混合ガス中のCOのSOFCの発電特性等の解明も行っております。
テーマの例：
