| 研究課題/領域番号 |
24360404
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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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)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 蓄熱 / 排熱利用 / 伝熱促進 / 酸化マグネシウム / 膨張化グラファイト |
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| 研究概要 |
複合化学蓄熱材料ECMの最適化を行った。材料の反応速度、伝熱性能を測定し、双方の向上を進めた。得られた蓄熱材料を用いた化学蓄熱実証試験を行った。
新規開発した膨張化グラファイト/CaCl_2/Mg(OH)_2複合化学蓄熱材(ECM)の作成方法の最適化を進めた。ECMの化学蓄熱材料として基礎的なデータを得ているが、反応試料調整条件の最適化が引き続き必要である。反応材料は高伝熱性、高反応性が望まれる。ECMは3成分からなるので、3成分組成の最適化を進めた。あわせて複合方法プロセスの改良も進め、3成分をエタノール溶媒に懸濁させて作成することで、混合、撹拌、乾燥プロセスの手法の高度化が進むことを示した。ついで化学蓄熱材料は実用では圧縮成型して充填層型反応器に充填される。よって圧縮成型した材料の実用反応性、伝熱性が最も重要になる。この観点のもと、熱天秤を用いた反応動力学的解析を行い、熱伝導度測定装置にて熱伝導度を測定した。また反応層水蒸気流路の配置最適化も進めた。従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性を持つことを見出した。熱伝導度測定は従来は簡易な非定常熱伝導法で見積もりを進めてきたが、より高精度にかつ定量的な評価ができるよう、新規に熱伝導度測定装置を準備した。従来の水酸化マグネシウム材料より高い伝熱性を有することを実証した。得られた蓄熱材料候補について反応特性の反応動力学的解析を進めた。反応温度、水蒸気圧力を関数とする解析を進め反応速度式を提出した。さらに化学蓄熱材料には脱水・水和反応の繰り返し反応耐久性を検討し、繰り返し反応実験に対する耐久性を確認した。以上から化学蓄熱実証試験装置の開発にあたり、必要な情報を獲得することに成功した。
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| 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
材料の最適化を進め、従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性、伝熱性を有する材料の開発ができた。この材料は目的とする化学蓄熱装置に対してより有用である。
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| 今後の研究の推進方策 |
材料のさらなる最適化を進め、従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性、伝熱性を有する材料の開発を進め、目的とする化学蓄熱装置の高性能化を進める。また、蓄熱装置の性能実証を進める。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
材料のさらなる最適化を進め、従来の水酸化マグネシウム材料より高い反応性、伝熱性を有する材料の開発を進め、目的とする化学蓄熱装置の高性能化を進める。材料費として利用する。また、蓄熱装置の改良と自動測定化のために予算を用いる。
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