2017 Fiscal Year Research-status Report
分散型エネルギーシステム構築のための化学蓄熱セルシステムの要素研究
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16K06972
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
中曽 浩一 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40363379)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 再生可能エネルギー / 化学蓄熱 / 伝熱促進 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，さまざまな温度レベル・状態の未利用エネルギー，排熱等を熱源として蓄熱を行い，必要に応じた時期，場所，さらには規模で放熱を行うシステムの構築を目的として，化学蓄熱，特に，吸着式ヒートポンプによる温熱生成に着目して，架橋作成による伝熱促進法を主に検討した．促進材料としてナノ炭素材料を用いて検討した．検討事項は，①アルミナ以外の他の粒子への適用検討，②表面状態の制御法の検討，③架橋部分の材料力学特性の検討，④既往の伝熱促進法との比較，をそれぞれ行った．具体的には，①アルミナ，ガラス，ゼオライトと3種類の材質で，サイズは，1～4 mm，表面状態も滑らかなものから，粗いものまでと性状の異なる粒子への適用検討を行い，いずれの粒子でも基本的には，架橋形成が可能であることがわかった．②については，架橋形成時の懸濁液保持時間を変化させることで，粒子表面に付着した炭素材料の量が変化した．この結果より，懸濁液中の炭素材料の沈着により粒子が被覆されることが示唆された．③については，化学蓄熱材料の粒子によっては，大きく体積変化するものや，車両搭載など，外部から衝撃や振動が加わる可能性もあり，粒子-粒子間および粒子-壁面間の架橋には，柔軟性が求められる．そこで，架橋を形成する素材の材料力学特性を調べるため，架橋形成材料から板状試料を作製して３点曲げ試験を行い，強度を調べた．その結果，ゴムと同等の柔軟性を持つことがわかった．④については，既往の伝熱促進法を，有効熱伝導率の変化，ガスの透過率の変化の観点からデータを整理して，本研究の促進法と比較したところ，既往の促進法は，熱伝導率の向上と同時に，透過率の低下度合いが大きいため，実質的な促進効果が少ないことがわかった．一方，本促進法は，透過率の低下が抑えられているため，実質的な伝熱促進効果が大きいことがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
検討項目のひとつに挙げている，ヒートコレクターの設計であるが，化学蓄熱セルの基本セルサイズを定義してからでないとすすめられないので，現状は，セル内の伝熱促進法が確立を最優先事項とした．本年度は，この伝熱促進に注力したため，ヒートコレクターの検討ができなかったため，進捗状況をやや遅れてている，とした．ただし，基本設計ができつつあるため，次年度には化学蓄熱セルシステムの構築に向けた検討を主に行えると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
伝熱促進法は，適用粒子を広げるために現在の湿式法から，乾式法を提案して検討を進める予定．また，実際に反応速度の上昇も確認する．
また，ヒートコレクターの設計も行い，化学蓄熱セルシステムの構築に向けた検討を行う予定．
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| Causes of Carryover |
残金をちょうどゼロにできるほど少額の使用用途がなかったため，次年度の予算に組み入れて使用することとした．次年度の予算金額とほぼ同額であるため，当初の使用計画に変更はない．
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