2013 Fiscal Year Research-status Report
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25820059
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
酒井 康行 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (70511088)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 燃焼化学 / オクタン価 / セタン価 |
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| Research Abstract |
エンジン内の着火性指標であるオクタン価やセタン価は化合物の化学構造に応じて系統的な変化を示すことが報告されている．本年度は，詳細反応モデルを利用した反応計算により初期温度600－1200 K，初期圧力1－8 MPaの定容燃焼を仮定した場合の燃料の自着火遅れ時間を求め，化学構造との関係を整理した．対象とした燃料分子は，アルカン，シクロアルカン，アルケン，アルコールである．炭化水素化合物の基本骨格はアルカンである．このアルカンの主鎖の長さ，側鎖の種類・数・相対的位置に着目して着火遅れ時間の傾向を整理した．基本的には従来から知られているように，主鎖が長い程着火性は良好になり，側鎖が増加すると着火性は悪くなる．この傾向はいずれの圧力条件下でもほぼ成立する．次にアルケン、アルコールなどの置換基が基本骨格に挿入された場合の着火遅れ時間への影響を系統的に調べた．これらの着火遅れ時間と化学構造との関係を説明するためには，着火遅れ時間の決定に大きく関与する低温酸化反応機構について理解する必要がある．まずは中心的役割をはたす燃料（RH）→アルキルラジカル（R）→アルキルペルオキシラジカル（ROO）の反応流れを把握してROOの異性体の生成比を簡単に予測するための方法を検証した．具体的には各燃料のアルカン、シクロアルカン、エーテル、アルコールを対象にしてC-H結合解離エネルギーを求め，化学反応計算によるROOの生成比との比較を行った．Rの異性体の生成比は開始反応であるOHラジカルなどとの反応速度定数によって決定することが化学反応計算により示唆された．文献調査、一部のアルコールの開始反応の反応速度定数の計算結果とC-H結合解離エネルギーを比較し、開始反応の反応速度定数を見積もる手法を検討している最中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，着火遅れ時間と化学構造の関連を整理することができ，低温酸化反応機構の入口となるROOの生成比をC-H結合解離エネルギーから簡単に見積もる手法の検討に進む頃ができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
アルキルペルオキシラジカル（ROO）の後続反応過程は，逆反応の影響があるため単純に反応速度定数を比較するだけでは特徴を捉えることができない．中間体であるヒドロキシアルキルラジカル（QOOH）とヒドロキシアルキルペルオキシラジカル (OOQOOH) に定常状態を仮定した定常状態解析法を行う．この解析により，ROOの後続反応過程の連鎖分岐過程，連鎖成長過程への有効反応速度定数が求まる．この解析を，炭素級数や置換基の種類，位置などに着目して行い， ROOの後続反応過程の分類方法を考案する．これにより任意の化学構造の燃料の燃焼を，いくつかのROOの後続反応過程の組合せで表現することを考える．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
量子化学計算用の計算機スペックの選定のためにデモ機を利用していたが、デモ機不具合のために発注が遅れ納品が2014年度4月になったから．
量子学計算用の計算機購入，成果発表・情報収集のための国内，国外会議に参加費及び旅費に使用する計画である．
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