| 研究課題/領域番号 |
20H02091
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 |
迫田 直也 九州大学, 工学研究院, 准教授 (30532337)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 水素 / 混合系 / 飽和密度 / PVTx性質 / 熱物性 / 冷媒 / 精密計測 / 混合流体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
臨界曲線が高圧域へ発散し，純物質の性質とは全く異なるType IIIの水素 + 二酸化炭素の2成分系に第3成分を追加し，Type III + 第3成分系の熱力学状態曲面について，PVT性質，気液平衡および臨界点の各装置を開発するとともに，精密測定を行って明らかにする．また，臨界点測定に関しては，試料容器内に直接センサプローブを設置した測定手法を試みる．本研究ではさらに最新の高精度状態方程式において，複数臨界点が存在する可能性のある3成分系への適用可能性について，計算アルゴリズムの確立とともに検証を行う．
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| 研究成果の概要 |
水素混合系の熱力学的な性質を正確に把握することは，水素社会の実現において必要不可欠である．水素 + 炭化水素，水素 + 二酸化炭素のような系は，臨界曲線が不連続かつ高圧域へと発散し，Type IIIとして分類され純物質の挙動とは全く異なる．本研究では，水素を含む混合系の飽和密度やPVTx性質をそれぞれ目視法，定容積法を用いて精密に測定した．既存の状態方程式との比較を行い，状態方程式は得られた実測値を良好に再現していた．このため，状態方程式を用いて水素を含む3成分系の相境界線の組成依存性について計算し，その挙動について検証した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの混合系の飽和状態に関する実測値は温度，圧力，組成に限られることが多く，密度情報は十分で無い．水素を含む混合系の場合，正確な組成の決定や密度測定は非常に困難であるが，本研究では重量法を用いた組成の決定や正確な飽和密度測定を確立した．本研究で確立した方法により，水素混合系の正確な熱物性値の取得が可能になる．さらに状態方程式を用いて水素を含む3成分系の相境界線の挙動につて検証しており，今後の水素利用社会において水素混合物の正確な熱的挙動の解明の一助となる．
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