水素吸蔵合金充てん層内の膨張収縮現象を考慮した層内熱物質移動予測モデルの確立

• 研究課題/領域番号: 21760720
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 濱本 芳徳 九州大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20334469)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: エネルギー輸送・貯蔵 / 水素 / 吸蔵合金充てん層 / 可視化 / 吸蔵放出 / 膨張収縮 / 有効熱伝導率 / シミュレーション / 流動化速度 / エネルギー貯蔵 / 熱物質移動 / シミュレーションモデル

研究概要

本研究では、水素貯蔵・供給技術に用いられる水素吸蔵合金粒子充てん熱交換器内を対象に、層内の吸蔵時の粒子膨張や放出時の収縮現象を可視化し、層の膨張・収縮特性を解明した。また、膨張・収縮にともなう空隙率変化を考慮した有効熱伝導率の推算方法を検討した。さらに、放出時の水素流動速度と層内ひび割れ現象や、ひび割れ発生機構を解明するとともに、膨張・収縮に起因する物理現象を考慮した新しい予測モデルを確立できた。

研究成果

• [雑誌論文] 水素吸蔵合金層内における水素吸放出時の層内ひび割れ現象と発生条件および伝熱に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関孝士朗、濱本芳徳、江藤淳朗、仮屋圭史、森英夫
  • 雑誌名: 49回日本伝熱シンポジウム講演論文集
• [雑誌論文] 水素吸蔵合金層の熱・物質移動に及ぼす膨張・収縮の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 仮屋圭史、濱本芳徳、三谷賢史、森英夫、江藤淳朗
  • 雑誌名: 年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集 ページ: 611-614
• [雑誌論文] Estimation of effective thermal conductivity of metal hydride packed bed considering expansion/contraction during adsorption/desorption process (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Hamamoto、K. Kariya、H. Mori、A. Etoh and T. Mitani￥
  • 雑誌名: Innovative Materials for Processes in Energy Systems ページ: 440-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimation of effective thermal conductivity of metal hydride packed bed considering expansion/contraction during adsorption/desorption process (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto, et al.
  • 雑誌名: Innovative Materials for Processes in Energy Systems ページ: 440-446
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水素吸蔵合金層の熱・物質移動に及ぼす膨張・収縮の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 仮屋圭史, 他4名
  • 雑誌名: 2010年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集 ページ: 611-614
• [雑誌論文] 水素吸蔵合金層の水素吸蔵・放出にともなう膨張・収縮現象が層の有効熱伝導率の推算値に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳、森英夫、三谷賢史、金矢侑己、江藤淳朗
  • 雑誌名: 日本冷凍空調学会年次大会講演論文集 ページ: 149-152
• [雑誌論文] 水素吸蔵合金層の水素吸蔵・放出にともなう膨張・収縮現象が層の有効熱伝導率の推算値に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳, ら
  • 雑誌名: 2009年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集 ページ: 149-152
• [学会発表] Heat and mass transfer characteristics in devices using metal hydride beds with hydrogen absorbing/desorbing phenomena (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Hamamoto
  • 学会等名: International Hydrogen Energy Development Forum 2012
  • 発表場所: Kyushu Univ.(Fukuoka)
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] Heat and mass transfer characteristics in devices using metal hydridebeds with hydrogen absorbing/desorbing phenomena (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto
  • 学会等名: Int'l Hydrogen Energy Development Forum 2012
  • 発表場所: Fukuoka-shi, Kyushu Univ
  • 年月日: 2012-02-01
• [学会発表] 水素吸蔵合金利用デバイスの熱物質移動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 水素エネルギー先端技術展2011
  • 発表場所: 西日本総合展示場(北九州市)
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 水素吸蔵合金利用デバイスの熱物質移動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 水素エネルギー先端技術展2011
  • 発表場所: 北九州市,西日本総合展示場
  • 年月日: 2011-11-11
• [学会発表] 水素吸蔵合金からの水素吸蔵・放出実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2011
  • 発表場所: 静岡大学(浜松市)
  • 年月日: 2011-10-29
• [学会発表] 水素吸蔵合金からの水素吸蔵・放出実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2011
  • 発表場所: 浜松市,静岡大学
  • 年月日: 2011-10-29
• [学会発表] 水素吸蔵合金利用デバイスの熱物質移動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 福岡水素エネルギー戦略会議総会
  • 発表場所: 西鉄グランドホテル(福岡市)
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] 水素吸蔵合金利用デバイスの熱物質移動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 福岡水素エネルギー戦略会議総会
  • 発表場所: 福岡県,西鉄グランドホテル
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] Estimation of effective thermal conductivity of metal hydride packed bed considering expansion/contraction during adsorption/desorption process (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Hamamoto
  • 学会等名: IMPRES Innovative Materials for Processes in Energy Systems
  • 発表場所: Furama Riverfront Hotel(Singapore)
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] 水素吸蔵合金層の熱・物質移動に及ぼす膨張・収縮の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 2010年度日本冷凍空調学会年次大会
  • 発表場所: 金沢大学 自然科学本館(石川県)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] 水素吸蔵合金層の水素吸蔵・放出にともなう膨張・収縮現象が層の有効熱伝導率の推算値に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 2009年度日本冷凍空調学会年次大会
  • 発表場所: 中央大学駿河台記念館(東京都)
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] 水素吸蔵合金層の水素吸蔵・放出にともなう膨張・収縮現象が層の有効熱伝導率の推算値に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 濱本芳徳
  • 学会等名: 2009年度日本冷凍空調学会年次大会
  • 発表場所: 中央大学駿河台記念館
  • 年月日: 2009-10-21
• [備考]
  • URL: http://therme.mech.kyushu-u.ac.jp/index-j.html