| Project/Area Number |
21K05259
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
姜 舜徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 研究員 (90597006)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 熱化学 / 電池 / 熱電 / エネルギー / 変換 |
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| Outline of Research at the Start |
省エネ社会を実現するために，産業分野では特にその廃熱利用が活発になされてきた。2019年に実施された未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合による，産業分野の排熱実態調査では，排熱エネルギーのうち70%以上が200℃以下の低品位廃熱エネルギーであることが明らかとなっている。
本研究では，産業排熱において最も熱量の多い100-200℃以下の低品位未利用排熱の利用を目指した熱化学電池の開発を行う。電池内部のレドックス電解質および非水溶媒，膜，電極の組み合わせ最適化を行うことで，省エネルギー技術の最後の未開拓領域への熱電変換の社会実装を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国において1次エネルギー供給量の約3分の2が有効活用できず熱として失われている。広範な温度域で廃熱が発生しているが，利用しやすい高温廃熱のみ活用が進み，産業廃熱において約7割を占める200℃以下の熱エネルギーは経済的・技術的な制約から廃棄されている。この低品位な廃熱エネルギーの再利用を目指した熱電変換技術について研究開発が行われている。その熱電変換技術の一つに酸化還元対を含有する電解液と，電極のみから構成される熱化学電池がある。熱化学電池において，これまで盛んに研究されてきたフェリ/フェロシアン化物は水溶性電解質であり，水の沸点である100℃以下でしか使用することができないという問題がある。
本研究では，1) 酸化還元対として有機溶媒に可溶な鉄トリフラートFe(CF3SO3)2/3および過塩素酸鉄Fe(ClO4)2/3を用い，2) 電解液として高沸点有機溶媒を用いることで，100℃以上で使用可能な熱化学電池を開発することを目的とした。評価する値としては，温度差1℃当たりの開放電圧であるゼーベック係数Seと電流電圧特性Pmax, 電解液の熱伝導度k, 電極間距離dなどを考慮した，カルノー効率に対する変換効率を算出し評価した。
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