2016 Fiscal Year Research-status Report
長期貯蔵・輸送に適したカプセルフリーPCMを用いた次世代潜熱蓄熱技術の開発
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15K14296
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
沖中 憲之 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20250483)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 潜熱蓄熱 / PCM / ガラス化 / 熱輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
潜熱蓄熱材(Phase Change Material: PCM)は物質の固液相変化潜熱を利用し，高密度蓄熱，変動熱源の恒温熱源化が可能である。しかし，従来の潜熱蓄熱法は長期間の蓄熱・熱輸送が不可能であり，液体状態のPCMで蓄熱するため，PCMの漏出防止のためのカプセル化が必須であった。
一方，物質を液体状態から特定の冷却速度以上で急冷すると，過冷却状態を経て「ガラス状態」に転移する。ガラス状態は非晶質で，外部刺激等で意図せず解除されることはなく，物質によっては非常に長い期間(数年単位)であっても，そのガラス状態を維持することができる。さらに，ガラス状態は，ガラス転移点以上に昇温することで，容易に解除でき，結晶化潜熱を放熱可能(利用可能)である。
本研究では，このガラス化現象を蓄熱に応用した潜熱蓄熱法を提案する。すなわち，液体PCMを急冷し，ガラス化させ，ガラス化＝疑似固体状態で蓄熱することで，次の革新的特徴を提供する。
1) ガラス状態で長期間(数年単位)蓄熱が可能，2) ガラス転移点以上の熱を与えるのみで，必要な時・必要な場所で(結晶化潜熱を)放熱することが可能，3) 「ガラス化＝疑似固体状態」なので，PCMのカプセル化が不要(カプセルフリー)で蓄熱，熱輸送が(従来の顕熱蓄熱のノウハウの利用も)可能。
本年度は，提案しているガラス化利用型PCMを用いた熱輸送プロセスの設計について検討した。
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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
研究実施計画であげた28年度の研究項目に関して，使用予定の現有設備の故障から実験の進捗が思わしくなかったが，29年度を予定していたシミュレーションを前倒しで実施したので，全体としてはほぼ目標を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も研究実施計画通り，提案型PCMを用いたプロセスの設計に関して検討していく。
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| Causes of Carryover |
現有設備の付加装置の購入を予定していたが，設備が故障し修理・復旧に大幅に時間がかかるため，付加装置の購入を見合わせた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
設備の修理状況をみつつ，付加装置購入による実験の再開の場合は装置(設備費)および消耗品費として使用する。修理が間に合わない場合は，外部委託測定・分析費，装置リースの経費として使用する。
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[Presentation] 排熱利用と蓄熱技術2016
Author(s)
沖中憲之
Organizer
日本鉄鋼協会 第172回秋季講演大会
Place of Presentation
大阪大学（豊中）
Year and Date
2016-09-21 – 2016-09-23
Invited
