2002 Fiscal Year Annual Research Report
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14655077
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田中 秀治 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00312611)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安部 隆 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00333857)
小野 崇人 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90282095)
江刺 正喜 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (20108468)
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| Keywords | 触媒燃焼 / 燃料改質器 / 熱電発電 / マイクロスラスター / マイクロパワー源 |
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| Research Abstract |
微小空間における燃焼の応用として、マイクロ燃料改質器の熱源、マイクロ熱電発電器、マイクロロケットスラスターを取り上げ、試作品の製作と試験とを中心とする実証的な研究を行った。
[マイクロ燃料改質器]携帯機器内で液体燃料から水素を生成するマイクロ燃料改質器を試作した。マイクロ燃料改質器にはサブミリメータ幅の流路を有する触媒燃焼器が一体化されている。その流路にはゾル・ゲル法を用いて白金担持触媒を固定した。燃料電池のオフガスを想定した水素を燃料にして、燃焼試験を行ったところ、100℃以上の温度で自立燃焼させられた。また、メタノール水溶液から水素が発生することを確認した。
[マイクロ熱電発電]触媒燃焼器を熱源とするICチップ大の熱電発電器を試作した。種々の形状の燃焼器を試作し、水素、炭化水素、およびアルコールを燃料にして、触媒燃焼器が自立燃焼することを確認した。さらに、触媒燃焼器に燃料の蒸気圧によって空気を供給するマイクロエゼクタを試作した。エゼクタの構造、流路の形状、燃料の供給圧などパラメータにして実験をしたところ、目標性能の半分程度の性能を確認した。
[マイクロロケットスラスター]10kg級の超小形人工衛星の姿勢制御をするマイクロロケットスラスターを開発している。マイクロロケットスラスター上には、直径0.8mmの使い切り固体ロケットが多数並べられており、スラストをはデジタル的に制御される。本年度は、真空中での燃焼試験に成功し、実用化に一歩近づいた。
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[Publications] Kuei-Sung Chang et al.: "MEMS-Based Fuel Reformer with Suspended Membrane Structure"Technical Digest of International Workshop on Power MEMS. 80-83 (2002)
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[Publications] Kazushi Yoshida et al.: "Micro-Thermoelectric Generator Using Catalytic Combustor"Technical Digest of International Workshop on Power MEMS. 98-101 (2002)
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[Publications] 徳留真一郎他: "マイクロ固体ロケットアレイスラスタの開発研究"日本機械学会2002年度年次大会講演論文集. I. 273-274 (2002)
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[Publications] Shuji Tanaka et al.: "MEMS-Based Solid Propellant Rocket Array Thruster with Electrical Feedthroughs"Transactions of JSASS. (in press). (2003)
