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ナノ材料を複合した相変化材料の界面熱輸送機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13F03358
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Thermal engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

河野 正道  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50311634)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SIVASANKARAN HARISH  九州大学, 工学研究院, 外国人特別研究員
SIVASANKARAN Harish  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
SIVASANKARAN Harish  九州大学, 大学院工学研究院
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywords相変化材料 / カーボンナノチューブ / カーボンナノホーン / 熱伝導率 / 熱物性 / ナノカーボン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,材料のナノ構造と熱輸送機構の相関を理解し,所望の熱伝導率を持つ材料を設計・創製することを最終的な目的として,化学修飾されたグラフェン等のナノカーボン材料を有機系PCM(PCM:Phase Change Material,相変化材料)に添加することによりPCMナノコンポジットを創製し,その熱伝導率を計測することにより熱伝導率向上効果を検討した.また数値計算を行いPCM母材とナノカーボン材料の界面熱コンダクタンスがPCMナノコンポジットの熱伝導率に及ぼす影響を検討した.これに加えてナノカーボン材料の添加が他の物性に及ぼす影響を検討するため,相変化エンタルピーの計測も併せて行った.
本年度はナノカーボン材料としてカーボンナノホーンを選択し,実験および数値計算により各課題の検討を行った.また新たな試みとして,ナノカーボン材料とPCM母材との界面熱抵抗を計測するためのポンプ・プローブ光学系の準備を行った.本研究で用いたPCMはラウリン酸(C12H24O2)で,融点は43℃付近,相変化エンタルピーはおおよそ150 kJ/kgである.また添加剤にはNEC社の単層カーボンナノホーン(以下SWCNH:single walled carbon nanohorns)を用いた.SWCNHの評価はラマン分光,透過型電子顕微鏡,TGA法で行い良質なSWCNHであることを確認した.今回はSWCNHを最大2vol%まで添加したが,その際の熱伝導率(非定常細線法で計測)が純粋な母材と比較して熱伝導率が約2倍高くなることを確認出来た.本研究で得られた成果は2つの国際会議および1つの国内学会にて発表を行った.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Thermal Conductivity Enhancement of Lauric Acid Phase Change nanocomposite with graphene nanoplatelets2015

    • Author(s)
      S.Harish, D. Orejon, Y. Takata, M. Kohno
    • Journal Title

      Applied Thermal Engineering

      Volume: 80 Pages: 205-211

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Thermal Conductivity Enhancement of Lauric Acid Phase Change nanocomposite in Solid and Liquid State with Single-Walled Carbon Nanohorn inclusions2015

    • Author(s)
      S.Harish, D. Orejon, Y. Takata, M. Kohno
    • Journal Title

      Thermochimica Acta

      Volume: 600 Pages: 1-6

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ナノカーボン添加による脂肪酸相変化材料の熱伝導率の向上2015

    • Author(s)
      Orejon Daniel,Sivasankaran Harish,高田 保之,河野 正道
    • Organizer
      第6回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      新潟
    • Year and Date
      2015-10-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhanced Thermal Conductivity of Phase Change Nanocomposite in Solid and Liquid State with Single-Walled Carbon Nanohorn Inclusion2015

    • Author(s)
      Sivasankaran Harish, Daniel Orejon, Yasuyuki Takata Masamichi KOHNO
    • Organizer
      3rd International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control
    • Place of Presentation
      台北
    • Year and Date
      2015-10-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Study of heat transport in lauric acid phase change nanocomposite with graphite nanoplatelets2015

    • Author(s)
      Sivasankaran Harish, Daniel Orejon, Yasuyuki Takata Masamichi KOHNO
    • Organizer
      5th International Symposium on Micro and Nano Technology
    • Place of Presentation
      カルガリー(カナダ)
    • Year and Date
      2015-05-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermal conductivity enhancement of phase change nanocomposite in solid and liquid state with singlewalled carbon nanohorn inclusions2015

    • Author(s)
      S.Harish, D. Orejon, Y.Takata, M.Kohno
    • Organizer
      International Conference on Polygeneration
    • Place of Presentation
      Chennai, India
    • Year and Date
      2015-02-18 – 2015-02-19
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Enhanced Thermal Conductivity of Nanostructured Phase Change Composite for Thermal Energy Storage2014

    • Author(s)
      S.Harish, Y.Takata, M.Kohno
    • Organizer
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Year and Date
      2014-11-14 – 2014-11-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェン添加による脂肪酸相変化材料の熱伝導率の向上2014

    • Author(s)
      河野正道,Sivasankaran Harish,Daniel Orejon,高田保之
    • Organizer
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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