2023 年度研究成果報告書

冷却システムを必要としない超伝導モビリティの実現に向けた蓄冷システムの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	22K18811
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関	九州大学
研究代表者	東川甲平九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (40599651)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	蓄冷システム
研究成果の概要	本研究の目的は、冷却システムを必要としない超伝導モビリティの実現に向けた蓄冷システムの開発である。超伝導モータは、従来のモータでは為し得ないほどの出力密度を達成し得るため、大型旅客機の電動化の唯一解とされるほどの期待を受けている。一方、超伝導モータの運用では、超伝導部を低温に保ち続けることが不可欠であり、それにかかる冷却システムの重量は、その成否を左右する重大な課題となっている。そこで本研究では、比熱の高い固体窒素と熱伝達流体の組み合わせた高機能蓄冷材を開発し、超伝導モータへの適用可能性を実証することで、冷却システムの搭載を必要としない夢の超伝導モビリティの実現可能性を提示することに挑戦した。
自由記述の分野	超伝導工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	超伝導機器の開発においては、冷却技術が不可欠であるにもかかわらず、はじめに超伝導機器の諸元が定まり、その上で要求される冷却システムが設計されるため、その結果、トータルシステムとしての実現可能性に疑問が投げかけられることがしばしばある。本研究は、この負のスパイラルを断ち切り、超伝導機器のスタンドアロン運転の可能性を拓く革新的な研究である。具体的には、微量のガスを添加することによって比熱の高い固体窒素の蓄冷性能を余すところなく活用できることを明らかとし、超伝導モビリティの冷却にかかる重量を1/10に低減できることを示し、今後のCO2削減に不可欠となる高効率モビリティの実現の可能性を示した。