Making cold from natural rubber: a low-cost and environment friendly refrigeration alternative

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K04230
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: SEBALD GAEL 東北大学, 高等研究機構等, 客員教授 (10792161)
• 研究分担者: 小宮 敦樹 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (60371142)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: refrigeration / rubber / elastomer / regenerative

研究成果の概要

本研究では，弾性熱量効果を用いた冷凍機構の開発に向けて天然ゴムに焦点をあて，材料としての利用の可能性についてその性能評価を行った．その結果，天然ゴムは他の弾性体物質に比して拡張および収縮度合いから大きな温度差を実現でき，かつ再利用が十分に可能であることを明らかにした．また，発熱体としての天然ゴムから作動流体への伝熱機構のモデル化，および実験の評価手法の確立も図り，天然ゴムの拡張/伸縮と流動の位相差と流量が伝熱機構に大きな影響を及ぼすことを明らかにした．天然ゴムの弾性熱量効果を用いることで，温度差を最大7℃まで上げることに成功し，2Wの冷却能力を証明した.

自由記述の分野

Solid-test cooling

研究成果の学術的意義や社会的意義

Current refrigeration systems uses refrigerant gases based on a tradeoff between environmental impact, toxicity, and performance. Alternatively, refrigeration using caloric materials may change this paradigm. Particularly, natural rubber is abundant, cheap, and environmentally friendly.