Abstract
UT-3熱化学水素製造サイクルの鉄系反応に用いる反応固体について, 繰り返し反応による反応速度の変化を解析した.反応固体は, ZrSiO4を担体として調製した.まず, 調製直後の反応固体を用いて反応速度解析を行い, 次のように反応速度式を決定した.臭素化 : r [mol・m-3・s-1] =-dCFe3O4/dt= 1.5×10-3CHBr1.5CH2O-0.5CFe3O4加水分解 : r [mol・m-3・s-1] =-dCFeBr2/dt = 0.018 CH2OCFeBr20.5この反応固体を用いて臭素化, 加水分解反応を繰り返し行ったところ, (1) 加水分解中にFeBr2が昇華することによりペレット中の固体濃度が減少する, (2) 両反応ともに反応速度定数は20サイクル目では1サイクル目の約1.4倍に大きくなる, (3) 1サイクル目には1μm程度の細孔に存在した固体反応物が, 20サイクル後には新たに生じた10μm付近の細孔に移動したり, 反応界面の表面積が約2倍に増加するなど, 反応速度定数変化の原因となるような反応固体の構造変化が生じていることが分かった.
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