多孔質細孔内における反応流動連成現象解明のための大規模シミュレーション手法の開発

• 研究課題/領域番号: 21686018
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 古山 通久 九州大学, 稲盛フロンティア研究センター, 教授 (60372306)
• 連携研究者: 石元 孝佳 九州大学, 稲盛フロンティア研究センター, 特任助教 (50543435) ; 小倉 鉄平 九州大学, 水素エネルギー国際研究センター, 准教授 (90552000)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 26,130千円 (直接経費: 20,100千円、間接経費: 6,030千円); 2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2011年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2010年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円); 2009年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: 分子動力学 / 多孔質 / 細孔内輸送 / 表面反応 / 連成現象 / 反応流動 / 計算化学 / 固体酸化物形燃料電池 / 固体酸化物燃料電池

研究概要

多孔質材料におけるナノ・メソ細孔内における反応流動現象の理解には、「分子の流れ」と表面における「化学反応」を連成した解析が必須である。本研究では、反応流動連成現象の解析手法を開発し、細孔内の反応流動連成現象を解明することを目的とした。活性表面における反応流動現象では、熱い分子は表面で反応し、多孔体を温め、冷たい分子が気相中に残ることが確認され、冷たい分子が多孔体表面と相互作用し、熱エネルギーを受け取る過程も連成させた現象理解の重要性が明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Theoretical Study for the Sintering of Nickel Anode in Solid Oxide Fuel Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nakao, T. Ogura, T. Ishimoto, M. Koyama
  • 雑誌名: ECS Transactions 巻: Vol. 35, No.1 号: 1 ページ: 1661-1667
  • DOI: 10.1149/1.3570153
  • 査読あり
• [学会発表] Application of Computational Chemistry to Practical Issues in Solid Oxide Fuel Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Michihisa Koyama
  • 学会等名: International symposium on Simulations and Measurements for electrochemistry in Solid oxide fuel cells 2013
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるシンクリング実時間特性予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中尾和英、石元孝佳、古山通久
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] 次世代燃料電池における現象解明と理論材料設計 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 第４回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: 北九州
  • 招待講演
• [学会発表] 次世代エネルギー技術への計算化学の応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 2012 アクセルリス・ジャパン・ユーザー・グループ・ミーティング
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] ニッケルシンクリングの実時間特性予測に向けた分子動力学的研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾和英、石元孝佳、一古山通久
  • 学会等名: 第20回SOFC研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Computational Chemistry for Designing Functional Materials in Future Energy Technologies (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Koyama
  • 学会等名: IUPAC NMS-VII & FCFP-XXI
  • 発表場所: Shanghai, China(招待講演)
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] 固体酸化物燃料電池燃料極高耐久化に関する理論研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中尾和英、鍵山圭佑、劉世学、小倉鉄平、石元孝佳、古山通久
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Molecular Dynamics Study for the Sintering of Ni Anode in Solid Oxide Fuel Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nakao, T.Ogura, T.Ishimoto, M.Koyama
  • 学会等名: 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 固体酸化物燃料電池燃料極劣化現象の計算化学解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古山通久、中尾和英、小倉鉄平、石元孝佳
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2011年春季年会プログラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-17
• [学会発表] Theoretical Study for the Sintering of Nickel Anode in Solid Oxide Fuel Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Nakao, T.Ogura, T.Ishimoto, M.Koyama
  • 学会等名: 219th ECS Meeting
  • 発表場所: Montreal
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] 燃料電池高性能化・長寿命のための計算化学アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 第106回触媒討論会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] 分子論に根差した階層型連成現象シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 化学工学会 第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 分子論に根差した階層型連成現象シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Computational Chemistry for Designing Durable Fuel Cell Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Koyama
  • 学会等名: International Union of Materials Research Societies-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Goyang, Gyeonggi-do, Korea
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] Computational Chemistry for Designing Durable Fuel Cell Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Koyama
  • 学会等名: IUMRS-ICEM2010
  • 発表場所: Goyang, Gyeonggi-do, Korea
  • 年月日: 2010-08-24
• [学会発表] GPU による分子動力学法の高速化と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本山雅孝、小倉鉄平、石元孝佳、古山通久
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会 2010 春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] GPUによる分子動力学法の高速化と応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本山, 小倉, 石元, 古山
  • 学会等名: 日本コンピュータ化学会2010春季年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] How can we understand phenomena in primary particles of carbon black? (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Koyama
  • 学会等名: The 4th LANL-AIST/NEDO Workshop
  • 発表場所: Palm Springs, USA
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] How can we understand phenomena in primary particles of carbon black? (Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Koyama
  • 学会等名: The 4th LANL-AIST/NEDO Workshop
  • 発表場所: Palm Springs, USA
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] 燃料電池多孔質場における複雑現象シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 日本機械学会2009 年度年次大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 燃料電池多孔質場における複雑現象シミュレーション(依頼講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] 最適化」および「分子科学」の観点から見た多孔体に関する一考察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 第2回多孔質材料物質輸送研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-08-11
• [学会発表] 「最適化」および「分子科学」の観点から見た多孔体に関する一考察(依頼講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 古山通久
  • 学会等名: 第2回多孔質材料物質輸送研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2009-08-11
• [備考]
  • URL: http://inamori-frontier.kyushu-u.ac.jp/energy/index-j.html