| 研究課題/領域番号 |
18K14166
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
丸岡 大佑 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20753792)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | マンガン / 木質バイオマス / 高温酸化 / アルミナイジング / パックセメンテーション / 鉄鋼 / 固相変態 / 潜熱蓄熱 / 相変化材料 / 蓄熱材料 / バイオマス / 鉄鋼製錬 / 鉄鋼材料 / 蓄熱体 / 相変態 / 鉄基合金 / 高温腐食 / 熱回収 / 排熱利用 / 高温酸化・高温腐食 |
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| 研究成果の概要 |
Fe-Mn-Ｃ合金の固相変態の温度依存性に着目し、様々な温度で潜熱蓄熱可能な蓄熱体の開発を目的とした。また材料表面にＡｌを濃化させるアルミナイジング処理を行うことで、高い蓄熱性能と酸高温酸化性の向上の両立を目指した。２％のMnを添加することで、Mn無添加材料比較して潜熱蓄熱温度を低下させることに成功した。またアルミナイジングによって試料表面にFeAl3層が生成し、その層が高温酸化雰囲気で酸化することでアルミナを生成し、保護性酸化皮膜として働くことを明らかにした。本試料をラボスケールのロータリーキルンに装入して1時間運転後においてもアルミナ皮膜は残存しており、高い耐酸化性を維持していた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
木質系バイオマスはカーボンニュートラルな特性を有する原燃料であり、化石燃料由来のCO2排出量削減への寄与が期待されている。一般に木質系バイオマスは事前に炭化処理が行われるが、熱源が必要である。これまでに金属球蓄熱体を介して排ガス中の顕熱を回収し、カーボンニュートラルな木質系バイオマスの炭化粉砕処理を行うプロセスを提案している。本プロセスにおいて、金属球蓄熱体は蓄熱性能、耐酸化性、機械的強度が求められる。本研究成果により、蓄熱性能と耐高温酸化性を両立させた金属蓄熱体の開発に成功した。本金属蓄熱体を上記のバイオマス炭化プロセスに応用することで、木質バイオマスと排熱の有効利用が期待できる。
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