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2010 年度 実績報告書

高温作動電気化学ヒートポンプの電極部高性能化

研究課題

研究課題/領域番号 21560884
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

田中 耕太郎  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (60278215)

キーワードケミカルヒートポンプ / 濃度差電池 / 高温熱エネルギー / 固体電解質 / 高周波インピーダンス測定 / 多孔質電極
研究概要

平成22年度の研究実施計画の4項目について,対応項目別に記述する.
1. インクジェットプリンタにより多孔質薄膜電極上に作製した場合の検討
銀ナノインクを用いた線リード構造の作製は,平滑面上では成功したが,多孔質薄膜上に作製すると,膜への浸透により,所定の幅と厚さ,体積伝導率の得られない結果となった.そのため,電極面の全面に薄膜作製を行う実験を行ったところ,性能向上を期待できる結果が得られた
2 インクジェットプリンタによる微細網目リード構造の製作方法の検討
微細網目構造ではなく,多孔質Mo電極面全面に,白金,Ag,その両者の複合膜を作製した.厚さは,主材料の多孔質膜が0.5~5μm,抵抗改善用薄膜は0.1μm程度である.電極膜における粒形状は数μmである,抵抗改善用薄膜により,隣同士の粒形状の電気的接触は小さくなる結果を得た.同時に,Na蒸気移動に対しては大きく影響しない結果が得られ,電極膜として有効であるとの指針を得た.
3 作製電極部の気相電極評価装置による実験の実施と評価
3種類の抵抗改善用薄膜を比較し,その特性を高周波インピーダンス法により明らかにした.現在,白金薄膜を用いると,全体性能に換算して15%程度高まることが測定された.より安価な材料の探索と実験を予定している.
4 電極部構造の解析手法を発展させ,多孔薄膜電極とリード構造による電極部の最適化手法開発
微細リード構造の作製パラメータが変更となったため,最適化手法の計算モデルを考える必要がある.多孔質で粒形状電極の横方向の電気抵抗をモデル化する必要性が課題である.この項目は,平成23年度に主に実施する.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Conceptual design of solar thermal receiver using alkali metal thermal to electric converter2010

    • 著者名/発表者名
      Kotaro Tanaka
    • 雑誌名

      Current Applied Physics

      巻: 10巻 ページ: 254-256

    • 査読あり
  • [学会発表] アルカリ金属熱電変換のカソード側電極部の抵抗解析2011

    • 著者名/発表者名
      田中耕太郎,藤井孝博,島田透,百木雄祐
    • 学会等名
      電気化学会第78回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2011-03-29
  • [学会発表] エレクトロウェッティングを利用したマイクロポンプの開発2011

    • 著者名/発表者名
      冨谷侑加, 本間勝治, 田中耕太郎
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第50回学生卒業研究発表会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] 固体電解質膜を用いる電気化学ヒートポンプの性能評価2011

    • 著者名/発表者名
      藤倉拓史, 鈴木秀一, 田中耕太郎
    • 学会等名
      日本機械学会関東学生会第50回学生卒業研究発表会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2011-03-18
  • [学会発表] エレクトロウェッティングによる液滴操作を利用した微小ポンプの開発2011

    • 著者名/発表者名
      本間勝治, 冨谷侑加, 田中耕太郎
    • 学会等名
      日本機械学会49期総会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-03-05
  • [学会発表] 固体電解膜式化学ヒートポンプの吸熱反応部の性能低下と改善方法の検討2011

    • 著者名/発表者名
      鈴木秀一, 藤倉拓史, 田中耕太郎
    • 学会等名
      日本機械学会49期総会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-03-05
  • [学会発表] 固体電解質を用いる中・高温電気化学ヒートポンプの性能限界2010

    • 著者名/発表者名
      田中耕太郎
    • 学会等名
      化学工学会第42回秋季大会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] 電気化学ヒートポンプの吸熱反応電極部における反応阻害の影響2010

    • 著者名/発表者名
      鈴木秀一, 崔元気, 藤倉拓史, 田中耕太郎
    • 学会等名
      化学工学会2010宇都宮大会
    • 発表場所
      宇都宮大学
    • 年月日
      2010-08-19
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF 2-PROPANOL/ACETONE DEHYDROGENATION REACTOR FOR SOLAR ASIISTED ELECTROCHEMICAL HEAT PUMP2010

    • 著者名/発表者名
      T.Shimada1 S.Suzuki1, K.Nakayama1, K.Tanaka, T.Fujii
    • 学会等名
      化学工学会2010宇都宮大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2010-06-30
  • [学会発表] ケミカルヒートボンプ・蓄熱技術による熱利用・制御技術の高度化2010

    • 著者名/発表者名
      田中耕太郎
    • 学会等名
      CRC講演会
    • 発表場所
      TIME24ビル(東京)
    • 年月日
      2010-04-22

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公開日: 2012-07-19  

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