| 研究課題/領域番号 |
21K18693
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
李 秦宜 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60792041)
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| 研究分担者 |
高橋 厚史 九州大学, 工学研究院, 教授 (10243924)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | ナノチャネル / グラフェン / 発電素子 / カーボンナノチューブ / 熱流体発電素子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ナノスケールでの高精度計測技術に基づいて、１本のカーボンナノチューブにおける1～10nmオーダーの空間での熱流体による発電現象及び逆の電気浸透現象を定量的に解明する。異なる発電原理の相乗効果を探索し、現存する温度差発電技術の常識を塗り替える新学理の構築を目指して、ゼーベック効果による固体の熱電変換素子を超える「熱流体発電素子」を創出する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、数十から数百ナノメートルの深さを持つナノチャネル内の流れの正確な測定方法を開発した。更に、グラフェンコーティングされたナノチャネルにおける毛管流れと表面電荷の相互関係を解明した。また、様々な液体をカーボンナノチューブ単体の内部に充填する方法を確立した。これらの成果は、ナノ空間における流れ、電気、熱的効果に関わる複雑な物理現象の完全な理解を促進し、「熱流体発電素子」の創出の可能性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究にて得られた成果は、ナノ空間における流れ、電気、熱的効果に関わる複雑な物理現象の完全な理解を促進し、熱工学および応用物理学の新たな展開に貢献した。また、「熱流体発電素子」の創出の可能性を示し、環境発電およびセンサへの応用は期待でき、脱炭素社会および高度な情報化社会の達成に貢献できる。
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