| 研究課題/領域番号 |
15H05567
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
能村 貴宏 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50714523)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 蓄熱 / 熱輸送 / エネルギー貯蔵 / マイクロカプセル / 酸化物 |
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| 研究実績の概要 |
エネルギー利用システム高効率化のためには、高温蓄熱・熱輸送技術の導入が不可欠である。しかし、既往の顕熱蓄熱技術は低蓄熱密度のため、新たな技術基盤の確立が切望されている。そこで本研究では、相変化物質（PCM：Phase Change Material）の固液相変化潜熱を利用して、高密度蓄熱・一定温度熱供給が可能な潜熱蓄熱を基盤とした、高温蓄熱・熱輸送技術の確立を目指す。H27年度は「高蓄熱密度・迅速熱応答性・高温潜熱蓄熱熱輸送粒子＝PCMマイクロカプセル」合成法の確立、及び作動温度域の多様化を狙ったPCMマイクロカプセルの組成設計を実施した。その主な成果は以下の通りである。
①PCMマイクロカプセル合成法の確立
Alを組成として含む合金マイクロ粒子を対象に、PCMの融点以下での化成被膜処理によるPCMマイクロカプセルの前駆体作成工程と、その前駆体への熱・酸化処理工程からなる、PCMマイクロカプセル合成法を開発した。また、化成被膜処理時の溶液種類、温度条件を検討し、最終製品におけるAl2O3の膜厚を制御可能な術を見出した。
②PCMマイクロカプセルの組成設計
PCMマイクロカプセルの作動温度域の多様化を狙い、その組成設計を実施した。その結果、PCMマイクロカプセル合成に適した組成として、Al、Al-Si系、Al-Si-Cu系などを見出した。これにより、今後約500-800℃程度に作動領域を持つPCMマイクロカプセル製造の可能性がある。また、化成被膜処理時に、シェル前駆体であるAlOOHを発生させるためには、原料Al濃度に閾値があることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
初年度は材料合成法、新規材料の設計を主として実施し、概ね目標を達成した。
さらに、これらの成果をもとに各種機関との協力関係を構築しつつあり、
研究開発が加速する基盤を整備できた。
以上より、本プロジェクトは当初の計画以上に進展しており、
さらにその進展が加速する可能性がある。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度は、ビーカーレベルの基礎実験を中心に、PCMマイクロカプセルの基本的な合成法を
確立し、様々な原料組成への適用可能性を検証できた。
次年度は、製品に対するより詳細な材料分析を基盤に、実用に耐えうる強度を実現した
PCMマイクロカプセルの製造を達成するとともに、応用材料開発、プロセス実験に向けた大量製造用反応器を開発する予定である。
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