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2015 年度 実績報告書

海洋と水素エネルギー:超伝導応用の水素製造・貯蔵・輸送技術への新展開

研究課題

研究課題/領域番号 24246143
研究機関神戸大学

研究代表者

武田 実  神戸大学, 学内共同利用施設等, 教授 (50206992)

研究分担者 熊倉 浩明  国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (90354307)
松本 真治  国立研究開発法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (70354313)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード海洋工学 / 超伝導応用 / 水素 / 再生可能エネルギー / MHD
研究実績の概要

我々がこれまでに蓄積してきた超伝導技術をベースとして、海洋に無尽蔵に存在する水素エネルギーを製造・貯蔵・輸送するために、新しい応用展開を図っている。海流MHD(Magneto-Hydro-Dynamics;電磁流体力学)発電/水素発生に関する研究(テーマA)と液体水素のスロッシング(液面揺動)に関する研究(テーマB)に分けて、主に以下の研究成果を得た。
海流MHD発電/水素発生に関する研究(テーマA):新型(ヘリカル型)海流MHD発電/水素発生器の発電特性等を明らかにするために、製作した小型発電セルを用いて同特性に及ぼす電磁ブレーキの影響を調べた。特に、模擬発電状態における磁場印加時の電流と圧力損失の関係に着目すると、電流に対する圧力損失の傾きと磁場の関係が線形近似できることがわかった。これは理論と定性的に一致している。また小型発電セル内における電気分解特性を調べたところ、電圧印加順方向に関して印加磁場が大きくなるほど電気分解電圧が小さくなる傾向が見られた。
液体水素のスロッシングに関する研究(テーマB):舶用液体水素タンク内部のスロッシング状態を解明するために、中型容器を対象として、長さ500 mmの外部加熱型超伝導MgB2(二ホウ化マグネシウム)長尺液面センサーを用いて、液体水素のスロッシング計測を行った。センサー出力電圧と高速度カメラの画像データを比較したところ、液面誤差の平均値は±4 mm程度、また応答時間の平均値は0.15 s以内であることがわかった。さらに、作製した長尺MgB2線材全体の超伝導特性の均一性を明らかにするために、長さ20 mmのショートサンプルを対象として、超伝導特性の個体差を詳しく調べた。その結果、サンプルを切り取った場所に関係なく、超伝導特性のやや異なるサンプルがまばらに存在した。しかし、5本の長尺液面センサーの出力信号には個体差は見られなかった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] 海上輸送のための外部加熱型MgB2液面センサーによる液体水素タンク内部のスロッシングの基礎研究2016

    • 著者名/発表者名
      前川一真,武田 実,松野 優、藤川静一,黒田恒生,熊倉浩明
    • 雑誌名

      日本マリンエンジニアリング学会誌

      巻: 51巻 ページ: 7pp

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fundamental study of tank with MgB2 level sensor for transportation of liquid hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Maekawa, Minoru Takeda, Yu Matsuno, Shizuichi Fujikawa, Tsuneo Kuroda, Hiroaki Kumakura
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol. 67 ページ: PP. 1164-1168

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.06.181

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Simulation of liquid level, temperature and pressure inside a 2000 liter liquid hydrogen tank during truck transportation2015

    • 著者名/発表者名
      Minoru Takeda, Hiroyuki Nara, Kazuma Maekawa, Shizuichi Fujikawa, Yu Matsuno, Tsuneo Kuroda, Hiroaki Kumakura
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: Vol. 67 ページ: PP. 208-214

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2015.06.036

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superconducting characteristics of short MgB2 wires of long level sensor for liquid hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      Minoru Takeda, Yuki Inoue, Kazuma Maekawa, Yu Matsuno, Shizuichi Fujikawa, Hiroaki Kumakura
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: Vol. 101 ページ: 012156(7pp)

    • DOI

      10.1088/1757-899X/101/1/012156

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 外部加熱型液体水素用MgB2液面センサーの個体差性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      前川一真,武田 実,松野 優、藤川静一,黒田恒生,熊倉浩明
    • 雑誌名

      低温工学

      巻: 50巻 ページ: PP. 368-373

    • DOI

      10.2221/jcsj.50.368

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ヘリカル型海流MHD発電機特性に及ぼす整流器の効果2015

    • 著者名/発表者名
      武田 実,宮沢肇,山本周平,竹内吾翼志,松本真治
    • 雑誌名

      神戸大学大学院海事科学研究科紀要

      巻: 12号 ページ: PP. 17-22

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Uniformity of coronene-added MgB2 superconducting wires fabricated using an internal Mg diffusion process2015

    • 著者名/発表者名
      ShuJun Ye, Hiroyuki Takigawa, Akiyoshi Matsumoto, Hiroaki Kumakura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      巻: Vol. 25 ページ: 6200807(7pp)

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 外部加熱型MgB2液面センサーと高速度カメラによる液体水素のスロッシング計測2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木康平,濵浦隆昌,前川一真,武田実,松野優,藤川静一,熊倉浩明
    • 学会等名
      第93回2016年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-05-30 – 2016-06-01
  • [学会発表] 横振動下における液体窒素の蒸発特性2016

    • 著者名/発表者名
      宋思遥,田中順也,武田実,山城一藤,新郷正志,神谷祥二
    • 学会等名
      第93回2016年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2016-05-30 – 2016-06-01
  • [学会発表] 加圧液体窒素の急減圧時における沸騰挙動の観測2015

    • 著者名/発表者名
      田中順也,武田実,山城一藤,新郷正志,神谷祥二
    • 学会等名
      第92回2015年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
  • [学会発表] 液体水素用外部加熱型MgB2長尺液面センサーの個体差性能評価2015

    • 著者名/発表者名
      濵浦隆昌,前川一真,山﨑瑛也,武田実,松野優,藤川静一,熊倉浩明
    • 学会等名
      第92回2015年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
  • [学会発表] 液体水素用外部加熱型MgB2液面センサーから気体水素への熱伝達2015

    • 著者名/発表者名
      山﨑瑛也,武田実
    • 学会等名
      第92回2015年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
  • [学会発表] 海面下におけるヘリカル型海流MHD発電機の流動特性2015

    • 著者名/発表者名
      竹内吾翼志,山本周平,武田実,松本真治
    • 学会等名
      第92回2015年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
  • [学会発表] 海流MHD発電機特性に及ぼす電磁ブレーキの影響と電気分解特性2015

    • 著者名/発表者名
      山本周平,竹内吾翼志,武田実,松本真治
    • 学会等名
      第92回2015年度秋季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      姫路商工会議所(兵庫県姫路市)
    • 年月日
      2015-12-02 – 2015-12-04
  • [学会発表] 液体水素の輸送技術と超伝導応用2015

    • 著者名/発表者名
      武田実
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第16回秋季技術フォーラム
    • 発表場所
      滋賀県立大学(滋賀県彦根市)
    • 年月日
      2015-10-31
    • 招待講演
  • [学会発表] 舶用タンク内部の急減圧時における極低温液体の沸騰挙動の観測2015

    • 著者名/発表者名
      田中順也,武田実,山城一藤,新郷正志,神谷祥二
    • 学会等名
      第85回(平成27年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 海面下におけるヘリカル型海流MHD発電機内部の流速測定2015

    • 著者名/発表者名
      竹内吾翼志,武田実,山本周平,松本真治
    • 学会等名
      第85回(平成27年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 海流MHD発電機特性に及ぼす電磁ブレーキの影響2015

    • 著者名/発表者名
      武田実,山本周平,竹内吾翼志,松本真治
    • 学会等名
      第85回(平成27年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 液体水素用超伝導MgB2液面センサーのスロッシング計測への応用2015

    • 著者名/発表者名
      濵浦隆昌,前川一真,山﨑瑛也,武田実,松野優,藤川静一,熊倉浩明
    • 学会等名
      第85回(平成27年)マリンエンジニアリング学術講演会
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山県富山市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 水素低温工学における神戸大学の取り組み2015

    • 著者名/発表者名
      武田実
    • 学会等名
      2015年度第4回低温工学・超伝導学会冷凍部会例会
    • 発表場所
      川崎重工業(株)東京本社(東京都港区)
    • 年月日
      2015-09-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 海流MHD発電セルの電気分解特性に及ぼす磁場の影響2015

    • 著者名/発表者名
      山本周平,西川建太朗,武田実,松本真治
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [学会発表] Superconducting characteristics of short MgB2 wires of long level sensor for liquid hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      Minoru Takeda, Yuki Inoue, Kazuma Maekawa, Yu Matsuno, Shizuichi Fujikawa, Hiroaki Kumakura
    • 学会等名
      Cryogenic Engineering Conference and International Cryogenic Materials Conference 2015
    • 発表場所
      JW Marriott Starr Pass Resort and Spa (Arizona, USA)
    • 年月日
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体水素用MgB2長尺液面センサーの超伝導特性と液面検知特性2015

    • 著者名/発表者名
      1.井上雄貴,山﨑瑛也,前川一真,武田実,松野優,藤川静一,熊倉浩明
    • 学会等名
      第91回2015年度春季低温工学・超電導学会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-05-27 – 2015-05-29
  • [備考] 神戸大学海事科学研究科超伝導科学研究室

    • URL

      http://www.lab.kobe-u.ac.jp/gmsc-super/results.html

  • [産業財産権] 炭素のナノ被覆層を有する基材粉末の製造方法、これを用いたMgB2超伝導体の製造方法およびMgB2超伝導体、リチウムイオン電池用正極材の製造方法およびリチウムイオン電池、並びに光触媒の製造方法2015

    • 発明者名
      熊倉浩明,長谷川 明,葉 術軍
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2015/71688
    • 出願年月日
      2015-07-30
    • 外国

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公開日: 2017-01-06  

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