| 研究課題/領域番号 |
19K04239
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
濱本 芳徳 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20334469)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019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 | 蒸気吸着 / 等温 / 物質移動抵抗 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、多孔質吸着材内の蒸気の吸着・脱着速度に影響を及ぼすと考えられる細孔内の拡散抵抗値について、その理論予測手法の確立を目的とする。
研究期間中に、伝熱板に多孔質吸着材を塗布して一体化した伝熱促進型蒸気吸着体に等温で蒸気を吸着・脱着させて各反応速度を測定する。そして、数値解析と組み合わせて、細孔拡散および表面拡散の各抵抗に分離・同定する。さらに細孔特性の異なる複数の吸着材についても同様に検討し、各抵抗に及ぼす細孔特性（例えば、細孔直径・構造・濡れ性など）の影響を定量化して関係を整理する。
理論予測手法の確立により、反応速度を飛躍的に改善する吸着体の最適設計が可能になると考える。
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| 研究成果の概要 |
複数の種類の吸着材を対象に、伝熱板に吸着材を塗布した数種類の伝熱促進型蒸気吸着体を作成した。それら吸着体に対して水晶振動子マイクロバランス法で等温蒸気を吸着・脱着させて反応速度を測定し、等価拡散抵抗を求めた。脱着時の抵抗は、細孔の直径と径の分布幅が狭い試料ほど大きかった。また、疎水性の細孔内での水蒸気とアルコール蒸気の移動抵抗に有意の差はなかった。さらに理論解析と組み合わせて細孔拡散抵抗と表面拡散抵抗を分離した。細孔特性と表面拡散抵抗との関係を明らかにする方法を提示できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
異なる細孔構造をもつ複数の種類の吸着材を対象に、蒸気の移動抵抗に及ぼす細孔特性、例えば、細孔直径、構造、表面性状の影響を等温条件のもとで実験的に明らかにする手法を提示した。そして、抵抗値の分離を行い、表面拡散抵抗の理論予測のための方法を提示した。
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