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2010 年度 実績報告書

宇宙機搭載の低温下で動作する、推進系統合型燃料電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19360388
研究機関宇宙航空研究開発機構

研究代表者

川口 淳一郎  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (10169691)

研究分担者 曽根 理嗣  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (70373438)
羽生 宏人  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (60353421)
キーワード燃料電池 / 統合型 / 推進機関 / 宇宙機 / 触媒
研究概要

推進系統合型燃料電池は,システム重量軽減を目的として凝固点の低い燃料および酸化剤を用いた推進系として成立させると同時に、これに適用する燃料と酸化剤がそのまま燃料電池を動作させることが狙いである.推進系部分は,着火遅れ時間が推進薬温度の低下に伴って増加する課題の解決を試みた.燃料・酸化剤共に噴射器の霧化状態をより促進させる工夫を施した.水を用いた事前評価の結果,前回の設計よりも液滴の微粒化が向上していることを明らかにした.同設計の噴射器を用いて,常温,-15℃,-40℃の着火遅れ時間を評価したところ,-15℃では0.5sが0.1s程度に,-40℃では2.6sが0.3s程度まで短縮することに成功した.宇宙探査機での運用を想定した低温パルス燃焼の実現可能性を技術的に見出した.
併せて、上記推進剤を使用し、発電試験を試みている。ここでは酸化剤/燃料の両方を低温保管可能な推進剤とし、発電を実施した。特に、選定されている燃料と酸化剤の性情にあわせた液体推進剤の燃料電池への供給系を試作し、この供給系からの推進剤供給を受けつつ発電が実施可能であることを確認している。本反応は、本来、触れると着火する性質のある酸化剤と還元剤を安定に供給/循環させつつ発電を維持することが求められる。特にここでは、閉鎖系での運転を模擬できる装置を用い、閉鎖系での発電試験を実施し、安定な反応場が維持可能であることを確認した。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2011

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 守宙探査機角耐侮温推進剤の研究2011

    • 著者名/発表者名
      羽生宏人, 曽根理嗣, 高見剛史, 川口淳一郎
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会/航空原動機宇雷推進講演会
    • 発表場所
      広島県広島YMCAホール
    • 年月日
      2011-03-03

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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