磁気熱量効果を利用した磁気能動的熱交換器による水素液化法の基礎研究

• Project/Area Number: 24K01358
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 松本 宏一 金沢大学, 数物科学系, 教授 (10219496)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齋藤 明子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究センター, 主席研究員 (20426612) ; 沼澤 健則 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究センター, NIMS特別研究員 (30354319) ; 神谷 宏治 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究センター, 副センター長 (70549154)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2027: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2026: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: 水素 / エネルギー効率化 / 熱工学 / 磁気冷凍

Outline of Research at the Start

水素液化磁気冷凍のさらなる高効率化には水素ガスの液化過程を高効率化することが必要であり、磁気熱量効果を利用して水素と磁性体を直接熱交換させることが有望である。
本研究では、水素を液化する吸熱と予冷段へ排熱を担う熱交換器に磁性体を用いて、磁気熱量効果を利用した能動性をもつ新しい機構の熱交換器を開発する。新規磁性体の開発を行い物性評価からエントロピーを最適化する。さらに焼結磁性体等を合成して実用磁気冷凍用磁性材料の開発を行う。続けて、熱交換器としての流体流路を最適化する熱設計を行い、試験液化熱交換器を開発した後、試験磁気冷凍機での実証評価を行い、高性能な水素液化磁気冷凍法の研究開発を進める。