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多重相転移磁気熱量効果を利用した新規磁性体による高効率水素磁気冷凍の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420720
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造・機能材料
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 沼澤 健則  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 強磁場物性グループ, 主席研究員 (30354319)
阿部 聡  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (60251914)
連携研究者 阿部 聡  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (60251914)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード磁気冷凍 / 磁気熱量効果 / 磁性 / 希土類 / 液体水素
研究成果の概要

磁気冷凍法による高効率な水素液化の実現に、多重相転移を持つ磁性体を利用し、広い温度範囲で磁気熱量効果を増大できる可能性がある。本研究では、(ErDy)NiAl系, (Er,Dy)Al2系, Er(Co,Ni)2系, Er(Co,Cu)2などで希土類、遷移金属の置換でエントロピー変化を制御した物質の合成を行った。磁化、磁場中比熱、断熱消磁測定などにより磁気熱量効果を評価し、実用となる磁気冷凍用磁性材料の研究を進めた。これまでの単純な常磁性-強磁性・反強磁性転移だけでないエントロピー制御性を持つ磁性体の特性を明らかにした。また、金属間化合物以外にも硫化物、酸化物などの磁性体の特性を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Kazan Federal University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Thermal and magnetic properties of regenerator material Gd2O2S2017

    • 著者名/発表者名
      K Matsumoto, T Numazawa, Y Ura, T Ujiyama and S Abe
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006375097

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Magnetocaloric effect, thermal conductivity, and magnetostriction of epoxy-bonded La(Fe0.88Si0.12) 13 hydrides2017

    • 著者名/発表者名
      K Matsumoto, D Murayama, M Takeshita, Y Ura, S Abe, T Numazawa, H Takata, Y Matsumoto and T Kuriiwa
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 印刷中

    • NAID

      120006375096

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large magnetocaloric effect in sintered ferromagnetic EuS2016

    • 著者名/発表者名
      Koichi Matsumoto, Liang Li, Shinji Hirai, Eiji Nakamura, Daiki Murayama, Yutaro Ura, Satoshi Abe
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 79 ページ: 45-48

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2016.08.001

    • NAID

      120005851385

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Revised Measurements and Interpretation of Magnetic Properties of Oriented CeF3 Single Crystals2016

    • 著者名/発表者名
      A. V. Savinkov, S. L. Korableva1, M. S. Tagirov, H. Suzuki, K. Matsumoto, S. Abe
    • 雑誌名

      Journal of Low Temperature Physics

      巻: 185 号: 5-6 ページ: 603-608

    • DOI

      10.1007/s10909-016-1639-0

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 水素液化磁気冷凍システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      松本宏一,沼澤健則
    • 雑誌名

      水素エネルギーシステム

      巻: 41 ページ: 251-258

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 水素液化磁気冷凍機の研究2015

    • 著者名/発表者名
      松本宏一,沼澤健則
    • 雑誌名

      TEION KOGAKU(J. Cryo. Super. Soc. Jpn.)

      巻: 50 ページ: 66-71

    • NAID

      130005062243

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear Demagnetization for Ultra-low temperatures2014

    • 著者名/発表者名
      S. Abe and K. Matsumoto
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 未定 ページ: 213-220

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2014.04.004

    • NAID

      120005516432

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic refrigerator for hydrogen liquefaction2014

    • 著者名/発表者名
      T. Numazawa, K. Kamiya, T. Utaki, K. Matsumoto
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 62 ページ: 185-192

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2014.03.016

    • NAID

      130005062243

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetocaloric materials and the optimization of cooling power density2014

    • 著者名/発表者名
      Patrick Wikus, Edgar Canavan, Sarah Trowbridge Heine, Koichi Matsumoto, Takenori Numazawa
    • 雑誌名

      Cryogenics

      巻: 62 ページ: 150-162

    • DOI

      10.1016/j.cryogenics.2014.04.005

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of different regenerator geometries for AMR system2014

    • 著者名/発表者名
      Jing Li, T. Numazawa, K. Matsumoto Matsumoto, Y. Yanagisawa and H. Nakagome
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1573 ページ: 548-548

    • DOI

      10.1063/1.4860749

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Thermal and magnetic properties of regenerator material Gd2O2S2016

    • 著者名/発表者名
      K Matsumoto, T Numazawa, Y Ura, T Ujiyama and S Abe
    • 学会等名
      1st Asian ICMC
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetocaloric effect, thermal conductivity, and magnetostriction of epoxy-bonded La(Fe0.88Si0.12) 13 hydrides2016

    • 著者名/発表者名
      K Matsumoto, D Murayama, M Takeshita, Y Ura, S Abe, T Numazawa, H Takata, Y Matsumoto and T Kuriiwa
    • 学会等名
      1st Asian ICMC
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川県、金沢市)
    • 年月日
      2016-11-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気冷凍用磁性体の磁場中熱伝導率測定2016

    • 著者名/発表者名
      宇治山 崇, 裏 雄太郎, 村山 大樹, 阿部 聡, 松本 宏一
    • 学会等名
      2016年度春期低温工学超電導学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都、江戸川区)
    • 年月日
      2016-05-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Valence-fluctuation Rare-earth Monosulfides and Their Specific Heat Characteristics at Very Low Temperatures2015

    • 著者名/発表者名
      L.Li, S.Hirai, K.Matsumoto, and E.Nakamura
    • 学会等名
      2015 MRS Fall Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of development on magnetic refrigerator for hydrogen liquefaction2015

    • 著者名/発表者名
      Takenori Numazawa, Koji Kamiya and Koichi Matsumoto
    • 学会等名
      International Workshop on Cooling-system for HTS Applications
    • 発表場所
      Matsue, Japan
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic Refrigeration for Hydrogen Liquefaction2014

    • 著者名/発表者名
      Koichi Matsumoto, Takenori Numazawa
    • 学会等名
      THERMAG VI
    • 発表場所
      Victoria, BC, CANADA
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 多結晶ユーロピウム硫化物の焼結体、並びに該焼結体を用いた磁気冷凍材料及び蓄冷材2015

    • 発明者名
      平井伸治、中村英次、松本宏一、入江年雄、横山幸弘
    • 権利者名
      平井伸治、中村英次、松本宏一、入江年雄、横山幸弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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