| 研究概要 |
1)触媒層製作技術の検討
燃焼用触媒層として工業的に応用可能な,コールドスプレー法でアルミ厚膜を形成し,陽極酸化によりナノポーラスアルミナを製作する新しい技術の開発を行った.そして,パラジウムを触媒として用いる燃焼用触媒層の製作プロセスを確立した.
2)高効率マイクロ触媒燃焼器の断熱構造の開発・最適設計・評価
再生熱交換器を内蔵したマイクロセラミック燃焼器を設計し,試作した.精密セラミック積層技術を用いて,厚さ100〜500μmの多層セラミックからなる,直交流熱交換器を有する触媒燃焼器(外形30mm×30mm×5mm)を試作し,燃焼効率について,詳細な計測を行ない,極めて大きな発熱密度が得られることを明らかにした.また,流れと伝熱,表面反応を考慮した数値解析を行った結果,試作した熱交換器では固体中の熱伝導の影響が大きく,熱交換性能が十分でないことが判明し,改善を進めている.
3)セミフリーピストン・2相2成分小型スターリングエンジンの試作
熱サイクルとしては,比較的低温度で高効率の実現が期待できるスターリングサイクルを選択し,ディスプレーサを強制振動させるセミーフリーピストンエンジンのモデル化,および試作を行った.試作したエンジンは,ディスプレーサ断面積20cm^2,ディスプレーサ・ストローク15mm,パワーピストン断面積15.5cm^2であり,高温側流体温度370K,低温側流体温度333Kの温度条件の下で,振動周波数を変化させて出力を計測した.その結果,2相状態の場合,27Hzにおいて6Wの出力が得られた.また,数値解析からは,2相状態では単相の4倍の出力が得られることが示された.この結果を用いて,マイクロ燃焼エンジンの仕様について検討を進めている.
4)表面電荷密度が高く,マイクロマシン技術と整合性が高いエレクトレット膜の侯補としてフッ素系ポリマーCYTOPをとりあげ,CYTOPの特性を系統的に評価することによって,極めて高い電荷密度を長時間持続可能な高性能エレクトレット材料を開発した.
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