| 研究課題/領域番号 |
21K03892
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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 | 山形大学 |
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研究代表者 |
赤松 正人 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (40315320)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | エリスリトール蓄熱マイクロカプセル / 潜熱 / 過冷却蓄熱 / 放熱量 / 有効粘度 / シリカ膜 / シリコーンオイル / 低温未利用熱エネルギー / 蓄熱マイクロカプセル / エリスリトール / 過冷却 / 放熱特性 / 有効粘度特性 / 粘度特性 / 蓄熱 / マイクロカプセル / 熱流動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，日本が目標に掲げた温室効果ガスの排出削減値を達成するために，過冷却型潜熱蓄熱マイクロカプセルスラリーに着目し，これを利活用して産業分野の排熱の回収とその有効利用により温室効果ガス削減に貢献することを目指す．このために，固―液相変化の潜熱を利用して蓄熱する糖アルコールを蓄熱材とする過冷却型潜熱蓄熱マイクロカプセルスラリーの蓄熱，放熱，流動特性を実験的に解明することを本研究の目的とする．そして，本研究から排熱ハーベスティングスラリーとしての最適条件を見出す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，幕田らの研究グループが開発したシリカ膜に覆われたエリスリトール蓄熱マイクロカプセル（ERMs）をKF-96-100csシリコーンオイルに分散させ，その分散液の熱流体特性を水熱量計蓄放熱測定システム，音叉振動式および回転式粘度計測定システムを用いて実験的に検討した．この結果，測定条件（質量分率 15 %，スターラーの回転子による物理的刺激 900 rpm，10分間）においてERMsに含まれるエリスリトールの放熱量は，エリスリトール潜熱量の52.2％であることがわかった．さらに，ERMs分散液の有効粘度はKF-96-100csシリコーンオイルの粘度の約1.70倍であることがわかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本が温室効果ガスの排出を大幅に削減するためには，産業分野の排熱回収とその有効利用は重要なテーマである．現在，蓄熱により排熱を貯蔵・輸送して需要をマッチングさせるための研究が進められている．このような状況下，幕田らはシリカ膜に覆われたエリスリトール蓄熱マイクロカプセル（ERMs）を開発し，物理的刺激によるERMsの過冷却解除で分散液が約7 K温度上昇することを確認した．このように，固液相変化の潜熱を利用して蓄放熱する相変化物質をマイクロカプセル化し流体に分散させることで排熱回収の熱輸送媒体としての利用が期待できる．これを実現するためにはERMs分散液の熱流体特性を明らかにすることが重要である．
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