水蒸気改質とロケットストーブ

@tetsujinarts さんが紹介してたちょっと変わった薪ストーブに注目。
「水を補助燃料にするストーブ」
詳しくはリンク先を参照して欲しいが、要するに「炭化した熾火に過熱水蒸気を反応させて水素と一酸化炭素を発生させてそれも燃料にする」という薪ストーブだ。
薪に加えて水を「燃やす」ことで、使用する薪を半分にすることができる、と主張している。

だけど、水蒸気改質の反応は吸熱反応だから、果たしてそうなるだろうか？と疑問に思い計算してみた。



炭素を直接燃焼させると、C+O₂=CO₂+394kJ であり、
水蒸気改質を経由して燃焼すると C+H₂O(gas)=CO+H₂-131kJ
CO+1/2O₂=CO₂+283kJ
H₂+1/2O₂=H₂O(gas)+245kJ
で283+245-131=397kJとなり、後者の方が3kJ発熱量が増える。
つまり、わずか0.7%の熱量増加ということだ。

これを見る限り、とても薪の使用量を半分にできるとは思えないなぁ、という感想。

ただ、この発想は面白い。

早速、ロケットストーブへの適用を考えてみた。

ロケットストーブは、薪などのバイオマスを1次燃焼で熱分解し、可燃性のガスを内部のヒートライザ部分で2次燃焼させる、という仕組みだ。
つまり、可燃性ガスが発生しないと効率よく燃焼させることはできない。
しかし、薪はやがて炭化して熾火になる。
こうなると可燃性ガスは発生せず、ロケットストーブとしての機能は果たせなくなってしまう。
ならば、ここに水蒸気改質を取り入れて、木炭をガス化してしまえば良いのではないか？
というアイディアをこちらの図にまとめてみた。

実際にこれが役に立つのかどうかわからないが、せっかく思いついたのでメモ代わりに描いておくことにした。