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マランゴニ対流を利用した気液界面での革新的二酸化炭素吸収分離への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 17K18835
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

小宮 敦樹  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60371142)

研究分担者 岡島 淳之介  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70610161)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード二酸化炭素吸収 / アミン溶液 / イオン液体 / 気液界面 / 可視化 / マランゴニ対流 / 干渉計
研究成果の概要

本研究では,気液界面近傍における二酸化炭素吸収過程を,特殊な光学系を用いて観察し,流れ場と濃度場の同時計測を行った.また,温度差マランゴニ対流が二酸化炭素吸収量に及ぼす影響について評価した.その結果,マランゴニ対流は吸収量の促進と抑制の両方の面に影響を及ぼすことを明らかにした.自然沈降を阻害するような配置でのマランゴニ対流が存在する場合は,二酸化炭素吸収量が減少する結果となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

二酸化炭素の吸収メカニズム解明には,気液界面近傍濃度境界層内の濃度場と流れ場の過渡詳細情報が必要である.本研究では,二酸化炭素吸収過程を高精度観察し,吸収過程に係るこれらの情報を同時取得することで吸収メカニズムとその促進のための情報群を提供した.計測工学の観点からも学術的意義は高いといえる.また,これにより二酸化炭素の高効率吸収技術を提案することができ,新たな分離方法の提案が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2018 2017

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] マランゴニ対流場での二酸化炭素吸収家庭の濃度場・流動場計測2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤春輝,神田雄貴,小宮敦樹
    • 学会等名
      第20回日本伝熱学会東北支部学生発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Study of Natural Convection in a Cavity: Precise Visualization Method of Temperature Field2018

    • 著者名/発表者名
      Menghua Duan, Lin Chen, Yongchang Feng, Junnosuke Okajima and Atsuki Komiya
    • 学会等名
      16th International Heat Transfer Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise Measurement of CO2 Absorption Process into Alkanolamine at Gas-Liquid Interface2018

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Komiya and Toru Saito
    • 学会等名
      29th International Symposium on Transport Phenomena
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of CO2 absorption through the understanding of heat and mass transfer mechanism at gas-liquid interface2017

    • 著者名/発表者名
      Atsuki Komiya
    • 学会等名
      UW-TU:AOS Workshop AOS-Fall 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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