原子力マイクロリアクター生成蒸気を用いたバイオマス酸素-蒸気ガス化による水素製造：Aspen Plus研究

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a validated Aspen Plus model for nuclear-biomass hydrogen production, useful for further process optimization and integration studies.

🏢実務担当者:Offers a conceptual design for low-carbon hydrogen production that could inform feasibility studies for industrial-scale deployment.

🏛政策担当者:Highlights a potential technology pathway for clean hydrogen that could be considered in national hydrogen strategies and energy transition policies.

<title>抄録</title> <p>バイオマス酸素-水蒸気ガス化は低炭素水素製造の有望な経路であるが、蒸気を化石燃料ボイラーに依存することはライフサイクル排出削減と運用信頼性の両方を制限し、低炭素蒸気供給の必要性を浮き彫りにしている。本研究は、核マイクロリアクターを動力源とするバイオマス酸素-水蒸気ガス化による水素製造のAspen Plus平衡モデルを提示し、定常状態のGibbs平衡アプローチを採用している。このモデルは、マイクロリアクターベースの蒸気発生器、酸素供給用の空気分離ユニット、酸素-水蒸気ダウンドラフトガス化炉、水性ガスシフト反応器、および水素精製用の圧力スイング吸着を統合し、実験文献データに対して検証されている。熱容量が20 MW未満の核マイクロリアクターは、5 MWeユニットから約11.25 MWのプロセス熱を供給し、8トン/hのガス化炉を運転するのに十分である。シミュレーション結果は、バイオマス1 kgあたり88～97 gの水素収率を示し、合成ガスには55～58体積%の水素が含まれる。核供給蒸気は反応器の運転を安定化させ、CO₂生成を低減し、水素選択性を向上させる。これらの知見は、核マイクロリアクター供給蒸気とバイオマス酸素-水蒸気ガス化の組み合わせの技術的実現可能性を実証し、ネットゼロエネルギー移行を支援する拡張可能で柔軟な運用が可能な低炭素経路を提供する。</p>

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

<title>Abstract</title> <p>Biomass oxy-steam gasification is a promising route for low-carbon hydrogen production, but reliance on fossil-fuel boilers for steam limits both lifecycle emissions reduction and operational reliability, highlighting the need for a low-carbon steam supply. This study presents an Aspen Plus equilibrium model of hydrogen production via biomass oxy-steam gasification powered by a nuclear microreactor, employing a steady-state Gibbs-equilibrium approach. The model integrates a microreactor-based steam generator, an air separation unit for oxygen supply, an oxy-steam downdraft gasifier, a water-gas shift reactor, and pressure swing adsorption for hydrogen purification, and is validated against experimental literature data. The nuclear microreactor, with a thermal capacity below 20 MW, provides ~11.25 MW of process heat from a 5 MWe unit, sufficient to operate an 8 ton/h gasifier. Simulation results indicate hydrogen yields of 88–97 g/kg of biomass, with syngas containing 55–58 vol% hydrogen. The nuclear-supplied steam stabilizes reactor operation, reduces CO₂ formation, and enhances hydrogen selectivity. These findings demonstrate the technical viability of combining nuclear microreactor-supplied steam with biomass oxy-steam gasification, offering a scalable, dispatchable, and low-carbon pathway to support the net-zero energy transition.</p>

• Research Square https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-8791582/v1first seen 2026-08-04 04:33:45 · last seen 2026-08-17 04:40:41