充填層粒子への単層カーボンナノチューブ直接合成による有効熱伝導率の向上

• 研究課題/領域番号: 23760188
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 井上 修平 広島大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (60379899)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 有効熱伝導率 / カーボンナノチューブ / 水素吸蔵 / 充填層 / 伝熱特性 / 伝熱促進

研究概要

充填層の有効熱伝導率の低さは熱工学上の大きな課題である。これまで数多くの手法が試されてきたがいずれも粒子と伝熱媒体との間の接触熱抵抗がボトルネックとなり大きな改善は得られなかった。本研究では充填層粒子に直接単層カーボンナノチューブを合成することでこの解決を試みた。結果的に空隙に対して7 %のナノチューブを合成するだけで有効熱伝導率が3倍になることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Drastic enhancement of effective thermal conductivity of a metal hydride packed bed by direct synthesis of single-walled carbon nanotubes (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Inoue
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 37 ページ: 1836-1841
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of single-walled carbon nanotubes using laser-vaporized metal nanoparticle catalyst (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohno, Masamichi; Kawahara, Teppei; Tomoda, Masahiro; Takata, Yasuyuki; Inoue, Shuhei; Suzuki, Shinzo; Maruyama, Shigeo
  • 雑誌名: JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 巻: 25 ページ: 11-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] MD Study of Functionalized Single-Walled Carbon Nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Shuhei; Matsumura, Yukihiko
  • 雑誌名: Journal of Thermal Science and Technology 巻: 6 ページ: 256-267
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heat Transfer Charactristics of Biomass Slurry under High Pressure and High Temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Noguchi, Takashi; Noda, Yoji; Yamasaki, Yoshihiko; Inoue, Shuhei; Kawai, Yoshifumi; Shimizu, Yoshihisa; Minowa, Tomoaki; Matsumura, Yukihiko
  • 雑誌名: Journal of Japan Institute of Energy 巻: 90 ページ: 874-880
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温高圧下のバイオマススラリーの流動特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野口 琢史; 野田 洋二; 山崎 慶彦; 井上 修平; 松村 幸彦; 川井 良文; 清水 嘉久; 美濃輪 智朗
  • 雑誌名: 日本エネルギー学会誌 巻: 90 ページ: 1165-1170
  • NAID: 130004540972
• [学会発表] ナノカーボン材料による充填層の有効熱伝導率の改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李 承珪, 井上修平, 射場 勇士, 松村 幸彦
  • 学会等名: 2012 中四国熱科学・工学研究会 研究発表会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 燃料電池車実現に向けた水素充填容器の伝熱特性の改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上修平、Janjarasskul Teerameth、李承珪、松村幸
  • 学会等名: 第32回水素エネルギー協会大会
  • 発表場所: 広島
• [学会発表] カーボンナノチューブによる充填層の有効熱伝導率の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李 承珪, 井上修平, 射場 勇士, 松村 幸彦
  • 学会等名: 第49回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] ナノカーボン材料による充填層の有効熱伝導率の改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上 修平
  • 学会等名: 日本伝熱学会中国四国支部講演会
  • 発表場所: 松山市
• [学会発表] カーボンナノチューブによる充填層の有効熱伝導率の向上 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李 承珪
  • 学会等名: 日本伝熱学会
  • 発表場所: 富山市
• [学会発表] 燃料電池車実現に向けた水素充填容器の伝熱特性の改善 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上 修平
  • 学会等名: 第32回水素エネルギー協会大会
  • 発表場所: 広島市
• [学会発表] 白金族含有単層カーボンナノチューブの直接合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤恭平・井上修平・松村幸彦
  • 学会等名: 日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 垂直配向単層カーボンナノチューブ薄膜の熱抵抗に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 射場勇士・岡村拓哉・井上修平・松村幸彦
  • 学会等名: 日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Direct Synthesis of Single-walled Carbon Nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei ITO, Shuhei INOUE, *, Yushi IBA, and Yukihiko MATSUMURA
  • 学会等名: 12 th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Cambridge, UK
• [学会発表] Possible CVD Synthesis Region of Single-walled Carbon Nanotube in the Bachmann Diagram (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashi Tomie, Shuhei Inoue, Yukihiko Matsumura, and Masamichi Kohno
  • 学会等名: 12 th International Conference on the Science and Application of Nanotubes
  • 発表場所: Cambridge, UK
• [学会発表] Non equilibrium molecular dynamics simulation for driving thermal diffusivity of functionalized single-walled carbon nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Inoue, Yukihiko Matsumura
  • 学会等名: The 6th Conference of the Asian Consortium on Computational Materials Science (ACCMS-6)
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation for the Thermal Dissociation Process of Titanium-Carbide Cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinsuke Yoshida, Shuhei Inoue, Yukihiko Matsumura
  • 学会等名: The 6th Conference of the Asian Consortium on Computational Materials Science (ACCMS-6)
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] カーボンナノチューブ合成時における反応物質の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富永隆嗣、井上修平、松村幸彦、河野正道
  • 学会等名: 分子科学総合討論会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] MD Simulation for Heat Transportation in Functionalized Carbon Nanotube (2011)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Inoue
  • 学会等名: 7th US-JAPAN Joint Seminar on Nanoscale Transport Phenomena - Science and Engineering -(招待講演)
  • 発表場所: Shima
• [図書] 身近なエネルギー利用のしくみ (2012)
  • 著者名/発表者名: 多幾山 憲 , 須佐 秋生, 尾形 陽一, 松村 幸彦, 難波 愼一, 下栗 大右, 西田 恵哉, 井上 修平, 遠藤 暁, 静間 清
  • 総ページ数: 125
  • 出版者: 広島大学出版会
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/~hpthermo/