2020 Fiscal Year Annual Research Report
蓄熱工学を基盤としたナノ・マイクロスケールの触媒反応熱制御技術の創成
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19K22224
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
能村 貴宏 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50714523)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國貞 雄治 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00591075)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 蓄熱 / 熱制御 / 触媒 / メタネーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
相変化物質（Phase Change Material: PCM）の固液相変態時の潜熱を利用したする潜熱蓄熱技術は高密度蓄熱の観点で注目されている。先行研究ではコアがAl-25mass%Si、シェルがα-Al2O3から成る潜熱蓄熱マイクロカプセルの開発に成功した。本研究では申請者が先駆的に確立しつつあるこの中高温潜熱蓄熱マイクロカプセル化技術を基盤として、ナノ・マイクロスケールの反応熱制御工学の創成を目指す。
その先駆けとして触媒/担体/蓄熱材（＝ヒートレシーバー/ドナー）がマイクロスケールで一体化した反応熱制御デバイスを創出し、第一原理計算によるナノスケールの触媒近傍の熱散逸・発生機構推定を通して、触媒の選択性・耐久性を最大限に発現可能なデバイス構造を達成することを目的とする。
前年度は、CO2有効利用法として期待されているメタネーション反応の触媒-担体として有望な、NiやNi/CaO-ZrO2触媒を潜熱蓄熱マイクロカプセル上に担持することに成功した。本年度はこれらの触媒担持潜熱蓄熱マイクロカプセルの高性能化を目指すとともに、反応熱制御特性を調査した。
Niを担持した潜熱蓄熱マイクロカプセルの熱制御特性試験の結果、この材料は2.5MW/m3（マイクロカプセルの単位体積当たり）の超高速熱制御特性を持つことが明らかとなった。このマイクロカプセルを利用したパッシブな熱制御は、従来のアクティブ型の熱制御にも応用できる可能性があり、新たなマイクロスケール熱制御技術創出の可能性が見出された。
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Research Products
(2 results)
