• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ソーレ効果を用いたガス分離デバイスの微細連続構造による高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 15K05841
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

小野 直樹  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (20407224)

研究分担者 渡邊 辰矢  茨城大学, 理学部, 助教授 (10302324)
松本 壮平  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 副研究センター長 (70358050)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードソーレ効果 / ガス分離 / 水素ガス / MEMS / マイクロデバイス / 物質移動 / MEMS
研究成果の概要

この研究は温度勾配の印加に伴い物質拡散を生じるソーレ効果を利用し、化学的処理を用いずに混合ガスの成分分離を行う高性能なガス分離デバイスの実現を目指す研究である。実験では水素50%・二酸化炭素50%のガス分離を実施した。初期に試作したネットワーク構造のデバイスでは水素の分離濃度は理論予測値の約1/15の値(+0.7%増)にとどまったため、単ユニットのみの基礎実験や流路厚みを400μmまで大きくする等の改善の結果、理論予測値の1/7まで分離効果が向上した。しかし実用化に向けては未だ分離効果は小さく、今後はネットワーク内のユニット数の大幅な増加や断熱構造のさらなる改善が必要であることが分かった。以上

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Burgers equation with no-flux boundary conditions and its application for complete fluid separation2016

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto, T. Higurashi and N. Ono
    • 雑誌名

      Physica D

      巻: 33 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1016/j.physd.2016.05.004

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Almost Complete Separation of a Fluid Component from a Mixture Using the Burgers Networks of Microseparators2015

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto, T. Higurashi, Y. Yoshikawa, N. Ono
    • 雑誌名

      Journal of Physical Society of Japan

      巻: 84 号: 4 ページ: 0434011-0434014

    • DOI

      10.7566/jpsj.84.043401

    • NAID

      210000133493

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Optimization of Micro-structured Gas Separator Utilizing the Soret Effect2017

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, N. Takeda, K. Okamoto, S. Matsumoto, S. Watanabe and N. Ono
    • 学会等名
      14th International Conference on Flow Dynamics, (Nov.1-3, 2017, Sendai, Japan)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微細連続構造を用いたソーレ効果ガス分離器に関する性能分析2017

    • 著者名/発表者名
      松本一弥,渡邊辰矢,松本壮平,小野直樹
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Thermophoretic Separation of Dispersed Particles by Networked Micro-Separators2016

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumoto, S. Watanabe and N. Ono
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-12-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Almost complete separation of a fluid component from mixture using the Burgers networks of micro-separators2016

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto and N. Ono
    • 学会等名
      Interdisciplinary Applications of Nonlinear Science
    • 発表場所
      Kagoshima University, Japan
    • 年月日
      2016-11-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and Evaluation of Micro-structured Gas Separator Utilizing the Soret Effect2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsumoto, M. Tsuchiya, S. Ootaki, S. Matsumoto, S. Watanabe and N. Ono
    • 学会等名
      Thirteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高性能流体分離に向けた大規模ネットワーク構造を有するマイクロ流体デバイス2015

    • 著者名/発表者名
      松本壮平、渡邊辰矢、日暮智博、小野直樹
    • 学会等名
      第7回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of Mini-channel Gas Separator Utilizing Soret Effect2015

    • 著者名/発表者名
      T. Higurashi , K. Matsumoto, T.Owada, S. Matsumoto, S. Watanabe, N. Ono
    • 学会等名
      12th International Conference on Flow Dynamics, GS1-17
    • 発表場所
      Sendai International Center, Japan
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Almost complete separation of a fluid component from mixture using the Burgers’ networks of micro-separators2015

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto, N. Ono
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling and Applications (ICMMA) 2015 'Self-Organization Modeling and Analysis'
    • 発表場所
      Meiji Institute for Advanced Study of Mathematical Sciences, Nakano, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Almost complete separation of a fluid component from mixture using the Burgers’ networks of micro-separators2015

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto, N. Ono
    • 学会等名
      International Congress on Industrial and Applied Mathematics (ICIAM) 2015, CP-Th-E-47-4
    • 発表場所
      China National Convention Center, Beijing, China
    • 年月日
      2015-08-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微小素子のBurgersネットワーク化による混合流体のほぼ完全な分離2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊辰矢
    • 学会等名
      RIMS 研究集会「力学系とその諸分野への応用」
    • 発表場所
      京都大学数理解析研究所
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模ネットワーク構造による流体成分分離デバイスの性能向上の検討2015

    • 著者名/発表者名
      松本壮平、渡邊辰矢、日暮智博、吉川雄也、小野直樹
    • 学会等名
      第52回日本伝熱シンポジウム, I133
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 微細流路を用いたソーレ効果ガス分離器の性能改善2015

    • 著者名/発表者名
      日暮智博,吉川雄也,松本壮平,渡邊辰矢,小野直樹
    • 学会等名
      第52回日本伝熱シンポジウム, I131
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Almost Complete Separation of a Fluid Component from a Mixture Using the Burgers Networks of Micro-separators2015

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, S. Matsumoto, T. Higurashi, Y. Yoshikawa, N. Ono
    • 学会等名
      SIAM Conference on Dynamical Systems, PP2
    • 発表場所
      Snowbird Ski & Summer Resort Cliff Lodge, Utah, USA
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] ナノ・マイクロ応用理工学研究室(小野直樹研究室)ホームページ

    • URL

      http://www.meo.shibaura-it.ac.jp/ono/index_eng.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 素子配列、素子、流体の成分分離方法、および素子配列の製造方法2015

    • 発明者名
      松本壮平、小野直樹、渡邊辰矢
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi