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Catalytic sorption-enhanced steam gasification of medium-density fiberboard (MDF) sludge for hydrogen production

MDFスラッジの接触吸着強化水蒸気ガス化による水素製造 (AI 翻訳)

F. Cuaran-Grajales, J. Gancedo, F. Rubiera, M. V. Gil, C. Pevida, Muhammad Ikhsan Taipabu, F. D. Vezaro

Frontiers in Chemical Engineering📚 査読済 / ジャーナル2026-06-25#水素経営インパクト: コスト削減対象セクター: manufacturing
DOI: 10.3389/fceng.2026.1800256
原典: https://doi.org/10.3389/fceng.2026.1800256

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、木質廃棄物であるMDFスラッジを原料に、触媒を用いた吸着強化水蒸気ガス化(SESG)により高純度水素を製造するプロセスを検討。温度650°C、S/C比8倍、WHSV 0.6h⁻¹の最適条件で水素濃度88.9vol%を達成。CO2をその場で回収し、安定した水素生成を実証。廃棄物処理と低炭素水素製造の両立可能性を示す。

English

This study investigates catalytic sorption-enhanced steam gasification (SESG) of MDF sludge, a wood industry waste, for hydrogen production. Optimal conditions (650°C, S/C ratio 8, WHSV 0.6 h⁻¹) yield up to 88.9 vol% H₂ with in situ CO₂ capture. The process demonstrates stable performance and valorization of waste into low-carbon hydrogen.

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

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本では木質廃棄物の処理と水素社会の実現が課題。本技術は廃棄物系バイオマスからの低炭素水素製造に寄与し、地域分散型エネルギーシステムへの応用が期待される。SSBJやカーボンニュートラル政策とも親和性が高い。

In the global GX context

This paper presents a technical pathway for low-carbon hydrogen production from industrial waste, aligning with global hydrogen strategies and circular economy goals. The process integrates CO₂ capture, relevant to CCUS deployment and decarbonization of hard-to-abate sectors.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Provides detailed operating parameters and yields for SESG of MDF sludge, useful for process optimization and scale-up studies.

🏢実務担当者:Demonstrates a viable route to convert industrial waste into valuable hydrogen, potentially reducing waste disposal costs and generating low-carbon energy.

🏛政策担当者:Supports policies promoting waste-to-energy and hydrogen production, with implications for decarbonizing industrial waste streams.

📄 抄録(日本語訳)

中密度繊維板(MDF)スラッジは、洗浄またはろ過プロセス中に発生する木材製造業由来のペースト状副産物であり、重大な環境課題を引き起こしている。本研究では、固定床反応器における触媒吸着強化水蒸気ガス化(SESG)を通じてこの材料の価値化を調査し、触媒ガス化とその場CO₂回収を統合して水素リッチガスを生成する。重量時間空間速度(WHSV)(0.5–2.7 h⁻¹)、温度(600 °C–650 °C)、水蒸気対炭素比(S/C比)(化学量論比の1.2–14倍)を含む主要な操作パラメータの影響を体系的に評価した。温度はガス化性能とCO₂回収効率に強く影響し、650 °Cが最適条件として特定され、最大88.9 vol%のH₂が得られた。WHSVの変動は水素収率に限定的な影響しか及ぼさず、調査範囲全体で安定したプロセス性能を示し、変換率を損なうことなく反応器容積を削減できる可能性が示唆された。H₂収率は水蒸気添加とともに増加し、S/C比が化学量論比の8倍のとき最大55.4%に達し、H₂純度は84.7 vol%となった。水蒸気をさらに増加させると効率が低下し、これは滞留時間の短縮と希釈効果によるCO₂回収の減少に起因する。高い水蒸気要求量はエネルギー的ペナルティを導入する可能性があるものの、結果は触媒SESGが産業廃棄物からの水素製造に有効な経路であることを実証している。特定された最適条件(650 °C、S/C比 = 化学量論比の8倍、WHSV = 0.6 h⁻¹)の下で、MDFスラッジの不均一な性質にもかかわらず安定した性能が達成され、低炭素水素製造の原料としての viability が強調された。

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。

📄 Abstract(原文)

Medium-density fiberboard (MDF) sludge is a pasty byproduct of the wood manufacturing industry generated during washing or filtration processes and poses significant environmental challenges. This study investigates the valorization of this material through catalytic sorption-enhanced steam gasification (SESG) in a fixed-bed reactor, integrating catalytic gasification with in situ CO 2 capture to produce hydrogen-rich gas. The effects of key operating parameters, including weight hourly space velocity (WHSV) (0.5–2.7 h -1 ), temperature (600 °C–650 °C), and steam-to-carbon (S/C) ratio (1.2–14 × stoichiometric), were systematically evaluated. Temperature strongly influenced gasification performance and CO 2 capture efficiency, with 650 °C identified as the optimal condition, yielding up to 88.9 vol% H 2 . Variations in WHSV had a limited effect on hydrogen yield, indicating stable process performance across the investigated range and suggesting the potential to reduce reactor volumes without compromising conversion. H 2 yield increased with steam addition, reaching a maximum of 55.4% and an H 2 purity of 84.7 vol% at an S/C ratio of 8 × stoichiometric. Further increases in steam resulted in lower efficiency, attributed to reduced CO 2 capture due to shorter residence times and dilution effects. While elevated steam demand may introduce energy penalties, the results demonstrate that catalytic SESG is an effective route for hydrogen production from industrial waste. Under the identified optimal conditions (650 °C, S/C = 8 × stoichiometric, WHSV = 0.6 h -1 ), stable performance was achieved despite the heterogeneous nature of MDF sludge, highlighting its viability as a feedstock for low-carbon hydrogen production.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。