2022 Fiscal Year Annual Research Report
アミノラジカル再結合反応の解明と高圧・高湿条件のアンモニア燃焼反応モデルの開発
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20H02077
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
中村 寿 東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (40444020)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 燃焼 / アンモニア / ヒドラジン / 再結合 / 熱分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アンモニアの燃焼反応において重要であると考えられているものの、その詳細な反応過程が解明されていないアミノラジカル再結合反応（ＮＨ２＋ＮＨ２）に着目して研究を進めた。これに加えて、アミノラジカルの消費にヒドロペルオキシルラジカル（ＨＯ２）が関与する反応（ＮＨ２＋ＨＯ２）について、従来想定されていた生成物経路とは別の経路の重要性が見つかった。この点について修正したアンモニア燃焼反応モデルを構築した。結果として、アミノラジカルの消費経路全体のバランスが変化したため、これまで取得した実験結果と修正を組み込んだアンモニア燃焼反応モデルとの比較検証を再度実行した。その結果、実験結果を良好に再現することができた。加えて、文献調査から他の基礎燃焼特性（着火遅れ時間、層流燃焼速度、他の反応管実験法における化学種計測、よどみ火炎に対する化学種計測など）を取得し、修正したモデルとの比較を実施した結果、これらについても良好に再現することを確認した。これらの成果をまとめて論文発表を実施した。さらに反応経路解析と感度解析を実施し、他のアンモニア燃焼反応モデルと比較検証することで、高圧条件における要修正反応の候補を得た。また、速度定数だけでなく、熱物性データについても要修正の可能性があることを見出した。将来の高圧条件におけるモデル検証に向けて、高圧条件における基礎燃焼特性についても文献調査を実施した。また、高圧条件における実験の準備を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の予想に反して重要な素反応が見つかったため、その速度定数の再評価に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
再評価した速度定数を組み込んで、モデル検証を再実行してゆく。遅れは生じたが、モデルによる燃焼特性の予測精度は改善したため、研究成果としては良好と考えている。
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[Presentation] Reaction zone separation by a micro flow reactor with a controlled temperature profile for validation of chemical reaction models of hydrocarbons, ammonia, refrigerants, and battery electrolytes2022
Author(s)
Hisashi Nakamura, Yuki Murakami, Keisuke Kanayama, Shintaro Takahashi, Ajit Kumar Dubey, Takuya Tezuka, Kaoru Maruta
Organizer
The 1st World Conference on Multiphase Transportation, Conversion & Utilization of Energy MTCUE 2022
Int'l Joint Research / Invited
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