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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

研究課題

研究課題/領域番号 13F03358
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 熱工学
研究機関九州大学

研究代表者

河野 正道  九州大学, 工学研究院, 准教授 (50311634)

研究分担者 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
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード相変化材料 / 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
研究実績の概要

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.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Thermal Conductivity Enhancement of Lauric Acid Phase Change nanocomposite with graphene nanoplatelets2015

    • 著者名/発表者名
      S.Harish, D. Orejon, Y. Takata, M. Kohno
    • 雑誌名

      Applied Thermal Engineering

      巻: 80 ページ: 205-211

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal Conductivity Enhancement of Lauric Acid Phase Change nanocomposite in Solid and Liquid State with Single-Walled Carbon Nanohorn inclusions2015

    • 著者名/発表者名
      S.Harish, D. Orejon, Y. Takata, M. Kohno
    • 雑誌名

      Thermochimica Acta

      巻: 600 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      Orejon Daniel,Sivasankaran Harish,高田 保之,河野 正道
    • 学会等名
      第6回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Thermal Conductivity of Phase Change Nanocomposite in Solid and Liquid State with Single-Walled Carbon Nanohorn Inclusion2015

    • 著者名/発表者名
      Sivasankaran Harish, Daniel Orejon, Yasuyuki Takata Masamichi KOHNO
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Heat Transfer Advances for Energy Conservation and Pollution Control
    • 発表場所
      台北
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study of heat transport in lauric acid phase change nanocomposite with graphite nanoplatelets2015

    • 著者名/発表者名
      Sivasankaran Harish, Daniel Orejon, Yasuyuki Takata Masamichi KOHNO
    • 学会等名
      5th International Symposium on Micro and Nano Technology
    • 発表場所
      カルガリー(カナダ)
    • 年月日
      2015-05-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Thermal conductivity enhancement of phase change nanocomposite in solid and liquid state with singlewalled carbon nanohorn inclusions2015

    • 著者名/発表者名
      S.Harish, D. Orejon, Y.Takata, M.Kohno
    • 学会等名
      International Conference on Polygeneration
    • 発表場所
      Chennai, India
    • 年月日
      2015-02-18 – 2015-02-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced Thermal Conductivity of Nanostructured Phase Change Composite for Thermal Energy Storage2014

    • 著者名/発表者名
      S.Harish, Y.Takata, M.Kohno
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2014-11-14 – 2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      河野正道,Sivasankaran Harish,Daniel Orejon,高田保之
    • 学会等名
      日本機械学会熱工学コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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