化学蓄熱機能のハイブリッド化による高温プロセスの高効率化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360428
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 加藤 之貴 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 准教授 (20233827)
• 研究分担者: 劉 醇一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教 (70376937)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収

研究概要

酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準化、省エネルギー性が促進することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Durability of Lithium Chloride-Modied Magnesium Hydroxide on Cyclic Operation for Chemical Heat Pump (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu Ishitobi, Keirei Uriuma, Junichi Ryu, Yukitaka Kato
  • 雑誌名: J. Chem. Eng. Japan 巻: Vol.45, No.1 ページ: 58-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactivity Enhancement of Chemical Materials Used in Packed Bed Reactor of Chemical Heat Pump (2011)
  • 著者名/発表者名: Seon Tae KIM, Junichi RYU, Yukitaka KATO
  • 雑誌名: Progress in Nuclear Energy 巻: 53 ページ: 1027-1033
• [雑誌論文] Development of Chemical Heat Pumps for Utilization of Low-temperature Waste Heats(Review Paper) (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato
  • 雑誌名: J. Jpn. Inst. Energy 巻: 88(11) ページ: 986-993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on medium-temperature chemical heat storage using mixed hydroxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato, R. Takahashi, T. Sekiguchi, J. Ryu
  • 雑誌名: J. Intn' 1 J of Refrigeration 巻: 32(4) ページ: 661-666
  • DOI: doi:10.1016/j.ijrefrig.2009.01.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dehydration Behavior of Metal-salt-added Magnesium Hydroxide as Chemical Heat Storage Media (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Ryu, N. Hirao, R. Takahashi, Y. Kato
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 37(11) ページ: 1140-1141
  • 査読あり
• [学会発表] Reactivity Enhance of Packed Bed Chemical Material Using Expanded Graphite for Chemical Heat Pump (2012)
  • 著者名/発表者名: Seon Tae KIM, Junichi RYU, Yukitaka KATO
  • 学会等名: Proceedings of the 12th International Conference on Energy Storage(Innostock 2012) Lleida, Spain
  • 発表場所: INNO-ST-04(Poster)
  • 年月日: 2012-05-16
• [学会発表] Effect of Lithium Bromide on Chemical Heat Storage Materials with Expanded Graphite (2012)
  • 著者名/発表者名: Myagmarjav O., Kim S. T., Ryu Jun-ichi, Kato Yukitaka
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] The optimization of expanded graphite mixture as a chemical heat storage material (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim Seontae, Uruma Keirei, Ryu Junichi, Kato Yukitaka
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 希土類複合水酸化物の化学蓄熱材料への適用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石飛宏和、水野峻史、宇留間慶麗、劉醇一、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Optimization of magnesium hydroxide to expanded graphite mixing ratio for chemical heat pump (2012)
  • 著者名/発表者名: Zamengo Massimiliano, Kim Seon Tae, Ryu Junichi, Kato Yukitaka
  • 学会等名: 化学工学会第77年会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Performances of a MgO-expanded graphite packed bed reactor of chemical heat pump (2011)
  • 著者名/発表者名: Zamengo Massimiliano, Seon-Tae Kim, Ryu Junichi, Kato Yukitaka
  • 学会等名: SCEJ 76^<nd> Annual Meeting
  • 発表場所: Tokyo Univ. A & T, Tokyo
  • 年月日: 20110322-24
• [学会発表] Expanded graphite mixture for packed bed reactor of chemical heat pump (2011)
  • 著者名/発表者名: Kim Seon Tae, Uruma Keirei, Ryu Junichi, Kato Yukitaka
  • 学会等名: SCEJ 76^<nd> Annual Meeting
  • 発表場所: Tokyo Univ. A & T, Tokyo
  • 年月日: 20110322-24
• [学会発表] Packed bed reactor chemical heat pump : performances of expanded graphite/Mg(OH)_2 pellets (2011)
  • 著者名/発表者名: Zamengo Massimiliano、Ryu Junichi、Kato Yukitaka
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] マグネシウム-コバルト系複合水酸化物を用いた化学蓄熱に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野峻史、石飛宏和、宇留間慶麗、劉醇一、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第43回秋季大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] [Keynote Lecture] DEVELOPMENT OF CHEMICAL HEAT PUMP FOR RECOVERY OF WASTE HEAT AT MIDDLE TEMPERATURES OF 200-400℃ (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato
  • 学会等名: VIII Minsk International Seminar "Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators, Power Sources"
  • 発表場所: Minsk, Belarus
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] Expanded graphite mixture reactant for packed bed reactor of chemical heat pump (2011)
  • 著者名/発表者名: Seon Tae Kim, Junichi Ryu, Yukitaka Kato
  • 学会等名: Proc. of International Sorption Heat Pump Conference(ISHPC11)
  • 発表場所: Padua, Italy
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] The reactivity of metal salt-modified materials for chemical heat pump in a repetitive reaction (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ishitobi, K. Uruma, J. Ryu, Y. Kato
  • 学会等名: Proc. of International Sorption Heat Pump Conference(ISHPC11)
  • 発表場所: Padua, Italy
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] Dehydration and Hydration Behavior of LiCl-Modified Mg(OH)_2 as a Material for Chemical Heat Pumps (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirokazu ISHITOBI, Yoshitomo SATO, Keirei URUMA, Junichi RYU, and Yukitaka KATO
  • 学会等名: Proc. of Int' l Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems 2010(IMPRES2010)
  • 発表場所: Furama Riverfront Hotel, Singapore
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] Dehydration and Hydration Behavior of Magnesium-Aluminum Mixed Hydroxide for Chemical Heat Pump (2010)
  • 著者名/発表者名: Junichi RYU, Rui TAKAHASHI, Hirokazu ISHITOBI, Yoshitomo SATO, Keirei URUMA, Yukitaka KATO
  • 学会等名: Proc. of Int' l Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems 2010(IMPRES2010)
  • 発表場所: Furama Riverfront Hotel, Singapore
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] マグネシウムを利用したケミカルヒートポンプによる余剰熱の有効利用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤之貴
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第160回秋季講演大会、グリーンエネルギーフォーラム「マグネシウムとエネルギー」
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-26
• [学会発表] REACTIVITY ENHANCEMENT OF CHEMICAL MATERIALS FOR PACKED BED REACTOR OF CHEMICAL HEAT PUMP (2010)
  • 著者名/発表者名: Kim Seon Tae, J. Ryu, Y. Kato
  • 学会等名: SCEJ 42^<nd> Autumn Meeting
  • 発表場所: Doshisha Univ.
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] マグネシウム-遷移金属系複合水酸化物の化学蓄熱への適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤義智、石飛宏和、宇留間慶麗、劉醇一、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋期大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 塩化リチウム修飾水酸化マグネシウムの繰り返し反応に対する耐久性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石飛宏和、佐藤義智、宇留間慶麗、劉醇一、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋期大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 金属塩添加水酸化マグネシウムの脱水反応特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石飛宏和,劉醇一,加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 金属塩添加水酸化マグネシウムの水和反応特性と化学蓄熱への適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石飛宏和、平尾直也、劉醇一、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] THERMAL ENERGY STORAGES IN VEHICLES FOR FUEL EFFICIENCY IMPROVEMENT (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato
  • 学会等名: Proc. of The 11th Intl Conference on Thermal Energy Storage(Effstock 2009)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2009-06-15
• [学会発表] 金属塩添加水酸化マグネシウムのケミカルヒートポンプへの適用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平尾直也、劉醇一、石飛宏和、加藤之貴
  • 学会等名: 化学工学会第74年会
  • 発表場所: 横浜国大、横浜
  • 年月日: 2009-03-20
• [学会発表] Reactor Study on Middle Temperature Heat Storage using Chemical Composite Materials (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kato, R. Takahashi, T. Sekiguchi, J. Ryu
  • 学会等名: Proc. of International Sorption Heat Pump Conference 2008
  • 発表場所: Seoul, KOREA
  • 年月日: 20080923-26
• [図書] ゼロから見直すエネルギー節電、総エネからスマートグリッドまで (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤之貴、松形正彦・古山通久編
  • 総ページ数: 22-29, 110-114
  • 出版者: 丸善
• [図書] 実装可能なエネルギー技術で築く未来-骨太のエネルギーロードマップ2- (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤之貴、安永裕幸、柏木孝夫監修
  • 総ページ数: 346
  • 出版者: 化学工業社
• [図書] 水蒸気脱着型蓄熱材による熱輸送技術"、「エネルギーの貯蔵・輸送電気・熱・化学」、エヌ・ティー・エス (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤之貴
  • 総ページ数: 273-286
• [備考]
  • URL: http://www.nr.titech.ac.jp/~yukitaka/
• [産業財産権] 化学蓄熱材及びケミカルヒートポンプ (2011)
  • 発明者名: 加藤之貴、ザメンゴマッシミリアーノ、キムションテ、劉醇一
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-257935
  • 出願年月日: 2011-11-25
• [産業財産権] ケミカルヒートポンプ (2011)
  • 発明者名: 加藤之貴、劉醇一、高橋塁
  • 権利者名: 東京工業大学
  • 産業財産権番号: 特許、第4765072号
  • 取得年月日: 2011-06-24
• [産業財産権] ケミカルヒートポンプ装置およびその運転方法 (2008)
  • 発明者名: 加藤之貴、太田秀之、佐藤洋司
  • 権利者名: 東京工業大学、(株)電業社
  • 産業財産権番号: 特許、第4145051号
  • 取得年月日: 2008-06-27