| 研究課題/領域番号 |
21H01820
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分29030:応用物理一般関連
|
|---|
| 研究機関 | 金沢大学 |
|---|
研究代表者 |
松本 宏一 金沢大学, 数物科学系, 教授 (10219496)
|
|---|
| 研究分担者 |
齋藤 明子 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, 主席研究員 (20426612)
沼澤 健則 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, NIMS特別研究員 (30354319)
神谷 宏治 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (70549154)
阿部 聡 金沢大学, 数物科学系, 教授 (60251914)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | 水素エネルギー / 磁性 / 熱機関 / 冷凍機 / 水素 / エネルギー効率化 / 熱工学 / 磁気冷凍 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、遍歴電子メタ磁性体が示す一次相転移による巨大磁気熱量効果や圧力熱量効果に着目し、化学圧力を用いてエントロピー特性を最適化した磁性体を開発する。磁化、磁場中比熱、断熱消磁測定などにより磁気熱量効果の評価を行い、磁気冷凍用磁性材料の研究を行う。さらに、実用となる球状磁性体の合成を行うとともに、試験冷凍機での実証評価を行い、高性能な水素液化磁気冷凍の研究開発を進める。
|
| 研究成果の概要 |
本研究は、磁気冷凍法によるエネルギー効率の極めて高い水素の液化や保持技術の実証を受け更なる能力向上を目的としている。主な成果は以下の通り。 1.水素液化磁気冷凍試験システムを構築し試験を進めた。ソレノイド型マグネットと磁性体の往復動による冷凍機を開発し、世界で初めて蓄冷型磁気冷凍サイクルで水素の液化が実証された。回転型水素磁気冷凍の解析も進めた。2.希土類金属間化合物の磁気熱量効果、磁場中熱伝導率・電気抵抗率を特性評価した。3.冷凍サイクルのシミュレーションコー ドを改良し、磁性体の周りに滞留する熱交換ガス、磁性体の熱伝導による損失などを取り込んだ解析を進め、性能向上の指針を得た。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
脱炭素社会のエネルギー源として期待される水素エネルギーの貯蔵、輸送に有利な液体水素を製造する高効率の方式である磁気冷凍法による液化が実証された。特に本研究グループにより、蓄冷型磁気冷凍サイクルを用いた水素液化に世界で初め成功した。さらに磁性体駆動方式という実用に近い形を用いて実現する大きな成果が得られた。本研究では、磁性体の輸送特性の観点からも物性解明が進められ、サイクルシミュレーションと共に、今後、日本が水素エネルギー利用で世界をリードする新しい技術の端緒を開いたという意義がある。
|
