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2020 年度 実施状況報告書

太陽熱発電のための潜熱利用型の高密度蓄熱システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05398
研究機関新潟大学

研究代表者

籏町 剛  新潟大学, 工学部, 技術専門職員 (40456356)

研究分担者 郷右近 展之  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (20361793)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード高温太陽熱 / 相変化材料 / 溶融塩 / 潜熱蓄熱
研究実績の概要

海外のサンベルト地域では大型太陽集光システムで得られる高温太陽集熱によるCO2フリーの太陽熱発電が実用化している。本研究では太陽熱発電温度の高温化に伴い600~1000℃の蓄熱温度に適合する蓄熱システム開発を行う。すなわち、固体/液体相変化材料を蓄熱体として採用した太陽熱発電のための融解凝固利用による潜熱利用型の高密度潜熱蓄熱システムの開発を目的としている。2020年度は(1)蓄熱材の調製・セラミックハニカムによる構造体の試作(2)蓄熱材の蓄熱/放熱試験、(3)潜熱蓄熱システムの蓄熱試験・高温熱媒体流通試験を行った。硝酸塩系や塩化物系溶融塩蓄熱材を基軸に蓄熱材の調製・セラミックハニカム化する手法を確立した。蓄熱材の蓄熱・放熱試験をするための実験装置についても設計・製作・運転を確認している。この自作の実験装置を用いて蓄熱材の蓄熱放熱挙動を観察したところおおむね平衡状態図に従って稼働することを明らかにした。さらに高温熱媒体として高温空気を流通する蓄熱システムを新たに作製した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

硝酸塩系や塩化物系溶融塩蓄熱材を基軸に蓄熱材の調製・セラミックハニカム化する手法を確立している。蓄熱材の蓄熱・放熱試験をするための実験装置についても設計・製作・運転を確認している。この自作の実験装置を用いて蓄熱材の蓄熱放熱挙動を観察したところおおむね平衡状態図に従って稼働することを明らかにした。化学組成の異なる蓄熱材についても蓄熱放熱試験を行える見通しが立っている。

今後の研究の推進方策

化学組成の異なる蓄熱材についても蓄熱放熱試験について検討するとともに蓄熱システムの高性能化を行う予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Thermal charge/discharge performance of iron?germanium alloys as phase change materials for solar latent heat storage at high temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      Gokon Nobuyuki、Jie Chew Shun、Nakano Yuya、Kodama Tatsuya、Bellan Selvan、Cho Hyunseok
    • 雑誌名

      Journal of Energy Storage

      巻: 30 ページ: 101420~101420

    • DOI

      10.1016/j.est.2020.101420

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermochemical two-step CO2 splitting using La0.7Sr0.3Mn0.9Cr0.1O3 of perovskite oxide for solar fuel production2020

    • 著者名/発表者名
      Sawaguri Hiroki、Gokon Nobuyuki、Ito Naoki、Bellan Selvan、Kodama Tatsuya、Cho Hyun-seok
    • 雑誌名

      Aip Proceedings

      巻: 2303 ページ: 170013

    • DOI

      10.1063/5.0028681

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermochemical H2O splitting using LaSrMnCrO3 of perovskite oxides for solar hydrogen production2020

    • 著者名/発表者名
      Gokon Nobuyuki、Hara Kazuki、Ito Naoki、Sawaguri Hiroki、Bellan Selvan、Kodama Tatsuya、Cho Hyun-Seok
    • 雑誌名

      Aip Proceedings

      巻: 2303 ページ: 170007

    • DOI

      10.1063/5.0028720

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical compatibility of Cu-Ge alloy with container materials for latent heat storage system2020

    • 著者名/発表者名
      Gokon Nobuyuki、Jie Chew Shun、Bellan Selvan、Kodama Tatsuya、Hatamachi Tsuyoshi、Cho Hyunseok
    • 雑誌名

      Aip Proceedings

      巻: 2303 ページ: 190014

    • DOI

      10.1063/5.0028722

    • 査読あり
  • [学会発表] LaSrCrMn系ペロブスカイト酸化物を用いた二段階熱化学サイクルによるH2O/CO2分解2020

    • 著者名/発表者名
      澤栗大樹、原和紀、伊藤直樹、児玉竜也、籏町剛、郷右近展之
    • 学会等名
      日本エネルギー学会

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公開日: 2021-12-27  

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