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2012 Fiscal Year Research-status Report

太陽光エネルギー変換の高度化に向けたレーザー駆動MHD発電機の開発

Research Project

Project/Area Number 24561054
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

村上 朝之  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (20323818)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords電磁流体力学 / 発電 / プラズマ
Research Abstract

次世代のクリーンエネルギー源としての太陽光エネルギーの高度利用を念頭に置いた[太陽光/太陽光励起レーザー/電気]エネルギー変換コンセプトを提言し、これを可能とする革新的な電磁流体力学(MHD)発電の実現を目的とする。
大気圧条件下で生成されるレーザー誘起プラズマの特性を把握することは、レーザー駆動MHD発電機を実現するために極めて重要である。
本年度は、特に、大気圧プラズマを対象としたシミュレーション研究を行った。実験研究成果を鑑みたモデリングを行い、ヘリウムガス・湿潤空気の混在する実環境における極めて豊富な化学種の挙動およびその複合化学反応過程を明らかにした。特に、ナノ~ミリ秒スケールで変化する電子温度・電子数密度・準安定種密度・電気伝導度・輸送係数等の物理量を把握した。このことは、レーザー駆動MHD発電機を実現する上で極めて意義深い。また、ここで開発した数値計算コードは、レーザープラズマのみならず、広く大気圧プラズマ等の特性シミュレーションにも利用できるという汎用性を有している。
また、高温アルゴンガスを利用した衝撃波管駆動リニア形状ファラデー型MHD発電機を用いた基礎実験を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

大気圧プラズマ物理化学シミュレーション研究において顕著な進展を遂げた。
衝撃波管駆動リニア形状ファラデー型MHD発電機を用いた基礎的な実証実験において注目すべき成果をあげた

Strategy for Future Research Activity

本年度までの研究進展を踏まえ、衝撃波管駆動リニア形状ファラデー型MHD発電実験を行い、特に発電性能の高温アルゴンガス温度ならびに圧力依存性・発電機電気的特性・プラズマ流体特性の詳細を明らかにする。だたし、実験研究はヘリウムガス供給体制に大きく依存する。
研究を円滑に推進するため、今年度も大気圧プラズマ物理化学シミュレーション研究を精力的に進める。特に、レーザーブレイクダウンプラズマのシミュレーションモデルの開発を行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

「該当なし」

  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] High-temperature inert gas plasma magnetohydrodynamic energy conversion by using a linear-shaped Faraday-type channel2013

    • Author(s)
      T. Murakami and Y. Okuno
    • Journal Title

      Journal Applied Physics

      Volume: 113 Pages: 063303

    • DOI

      10.1063/1.4792056

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemical kinetics and reactive species in atmospheric pressure helium-oxygen plasmas with humid air impurities2013

    • Author(s)
      T. Murakami
    • Journal Title

      Plasma Sources Science and Technology

      Volume: 22 Pages: 015003

    • DOI

      10.1088/0963-0252/22/1/015003

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] インパルス放電希ガス加熱を利用したMHD発電機の基礎特性2013

    • Author(s)
      小林洋平
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] 高温希ガスプラズマMHD発電機の発電性能に対する入口温度圧力条件の影響2013

    • Author(s)
      田中学
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130320-20130322
  • [Presentation] High-temperature inert-gas plasma magnetohydrodynamic electrical power generation2012

    • Author(s)
      T. Murakami
    • Organizer
      9th International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      Sendai
    • Year and Date
      20120919-20120921
  • [Presentation] 高温希ガスプラズマファラデー形MHD発電機の発電特性に関する数値計算2012

    • Author(s)
      鈴木仁章
    • Organizer
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120906-20120907
  • [Presentation] インパルス放電希ガス加熱を利用したMHD発電実験2012

    • Author(s)
      小林洋平
    • Organizer
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120906-20120907
  • [Presentation] 衝撃波管駆動高温希ガスプラズマMHD発電実験2012

    • Author(s)
      庄雲欽
    • Organizer
      電気学会 新エネルギー・環境研究会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20120906-20120907

URL: 

Published: 2014-07-24  

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