窒素ファインバブルや非イオン界面活性剤を用いた菜種油の高性能化に向けた基礎研究
| Project/Area Number |
22K14249
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
高村 紀充 福岡大学, 工学部, 助教 (10749419)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | 生分解性電気絶縁油 / 菜種油 / パームヤシ脂肪酸エステル / 窒素ファインバブル / 非イオン界面活性剤 / 代表性状 / エステル |
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| Outline of Research at the Start |
油入変圧器用の生分解性電気絶縁油（エステル油）には高性能化が要求されており、ナノ粒子を添加する研究が盛んに行われている。しかし、ナノ粒子が凝集すると油の性能が低下し、直径が小さいナノ粒子ほど毒性が高くなりやすいといった問題がある。そこで研究代表者は、エステル油の高性能化が見込まれる安全・安心・微小な材料として、窒素ファインバブル（窒素FB）と非イオン界面活性剤（Non-ion）に着目した。本研究では、エステル油の一種である菜種油中に窒素FBやNon-ionを拡散させて、その種類や量が菜種油の代表性状に及ぼす影響を解明し、菜種油の高性能化に必要な条件と機序（メカニズム）を明らかにしていく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
油入変圧器用の生分解性電気絶縁油（エステル油）には高性能化が要求されている。本研究では、安全・安心・微小な材料として窒素ファインバブル（窒素FB）と非イオン界面活性剤（Non-ion）に着目し、エステル油の一種である菜種油中にこれらを拡散させて、3年の研究期間で、その種類や量が菜種油の代表性状（交流および雷インパルス絶縁破壊電圧、体積抵抗率、比誘電率、誘電正接、水分、密度、粘度、動粘度）に及ぼす影響を解明し、菜種油の高性能化に必要な条件と機序（メカニズム）を明らかにすることを目的としている。
1年目（令和４年度）は、当初の計画通り、「窒素FBが菜種油の代表性状に及ぼす影響の調査」を行うために、まず、窒素FB発生機付きの容器1と絶縁破壊試験用の容器2を新たに作製した。また、「窒素FBの発生時間」、「窒素FBの原料となる窒素ガスの供給量」、「窒素FB発生後の静置時間（窒素FBの直径）」の3つをパラメーターとして、これらの条件の違いが菜種油の代表性状に及ぼす影響を調査する実験に着手した。現在、一通りの実験を実施できる環境が整ったところであり、2年目（令和５年度）から本格的に実験データを取得し、随時、成果を発表していく予定である。
一方、菜種油との比較対象として、窒素FBがパームヤシ脂肪酸エステル（PFAE）の代表性状に及ぼす影響についても調査したところ、高い電気絶縁性能を保ったまま、多量の窒素ガスを油中に溶解させることができ、かつ、冷却性能に関わる密度、粘度、動粘度を低減させることができる条件を概ね把握することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1年目（令和４年度）の前半は、当初計画していた研究協力者の協力が得られない事態に直面したため、やや遅れが生じた。しかし、1年目の後半からは、新たな研究協力者の協力が得られるようになり、研究を加速させることができたため、遅れを取り戻すことができ、おおむね当初の計画通り進展させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目（令和５年度）の前半は、「窒素FBの発生時間」、「窒素FBの原料となる窒素ガスの供給量」、「窒素FB発生後の静置時間（窒素FBの直径）」の3つをパラメーターとして、これらの条件の違いが菜種油の代表性状に及ぼす影響を調査する実験データを取得し、随時、成果を発表していく予定である。また、2年目の後半は、「Non-ionが菜種油の代表性状に及ぼす影響の調査」に関する研究に着手する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(19 results)
