2018 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of dynamic motion of hydrogen storage alloy chemical actuator
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16K05969
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
中尾 航 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60361870)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | インテリジェントデバイス / 化学反応 / 水素エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに得られた実験データの解析を進め、代表的な水素貯蔵合金であるPdおよびLaNi5の水素吸脱着挙動の速度論的挙動を解明し、アクチュエータ動的特性への理解を深めた。さらに、昨年までのデータに加え、高水素分圧下で活性化処理した試料を験装置内に静置し、外力を加えた状態における所定の稼働水素分圧に変化させた場合の体積変化を経時的に測定した。なお、外力は、装置に取り付けられたばねにより、試料位置を調整することで、所定の外力を負荷した。
得られた体積変化を表すピストン変位速度の経時変化から、表面反応律速段階と水素の内部拡散段階へ変化していく挙動を測定することに成功した。また、得られた経時変化のプロファイルから、最大変形速度、平均変形速度および初期変形速度などを系統的に得ることに成功した。これらの得られた実験結果より、それぞれの水素貯蔵合金の平衡水素分圧と稼働水素分圧の差をパラメータとして水素貯蔵合金アクチュエータの動的特性の支配因子を表面反応律速から拡散律速へ推移する挙動を表現したアクチュエータ特性挙動マップを作成した。さらに、FEM解析を用いて、模擬的な水素貯蔵合金アクチュエータの動的挙動をシミュレートし、その挙動から得られる最適なアプリケーションについて、議論し、また、その優位性についても議論を行った。
これらの成果を3報の学術論文（1報：Kenta Goto, Tomoyuki Hirata, Isao Yamamoto, Wataru Nakao, Swelling response behavior of palladium during hydrogen absorption and discharge, International Journal of Hydrogen Energy、43[24], 1192-11099, (2018)は掲載済み、1報は査読中、1報は投稿済み）としてまとめた。
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