ナノ材料による水素貯蔵システムの熱工学的課題の解決

使用纳米材料解决储氢系统中的热工程问题

• 批准号: 17656254
• 负责人: 深井 潤
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656254/
• 关键词: 熱工学; 伝熱促進; ナノ材料; ナノチューブ・フラーレン; 複合材料・物性; 水素

研究最終年度にあたる本年度は,昨年度に引き続き,(1)伝熱促進が水素吸蔵合金の水素吸蔵・放出反応速度へ及ぼす影響を検討し,(2)実際に粒子充填層内ヘナノ材料を添加し,伝熱促進効果が得られるかについて検討した.(2)について詳しく説明すると,(理論上の)熱伝導率が1200W/mKと非常に大きいカーボンナノチューブ(CNT)を用い,これを粒子充填層(モデル実験としてガラスビーズを用いた)へ添加した.単純に粒子とCNTを混合させるだけでは粒子間隙や壁面近傍の空隙にCNTを配置できず嵩高くなるだけであるため,いったんCNTを液中に分散させ,この混合液とガラスビーズを混ぜて乾燥させる手法により複合化を行った.CNT添加量と有効熱伝導率・壁面の熱伝達係数を温度応答計測により求めた.この結果,粒子径0.1mmの粒子充填層にCNTを約7vol.%添加することで約0.31W/mKから約0.67W/mKまで2倍程度有効熱伝導率を促進できた.さらに,先ほどよりも10倍直径が大きい粒子径1.0mmの粒子を用いて検討したところ,粒子径01mmの場合と同じ添加量であるにもかかわらず有効熱伝導率を約4倍に促進できた.これは,充填層に用いる粒子サイズが大きい場合,空隙のサイズも大きくなるため,CNTによる伝熱促進がより効果的であったためである.ここで,CNT添加量が比較的少ない場合,有効熱伝導率はほとんど変化しなかったが,約2.5vol.%以上で大きく向上がみられた.よってこの点においてCNTの伝熱促進効果が表れ始めたと考えられる.同様に充填層一容器内壁問の熱伝達係数についても検討したところ,何も添加しない場合,100W/m^2K程度であったが,有効熱伝導率の場合と同様に,CNT添加量が約2.5vol.%以上で効果があらわれ始め,結果として数倍から10倍程度以上に向上できた.

The most recent year of this year, last year, (1) the promotion of water absorption alloy, the speed of water absorption and release, (2) the addition of materials in international particle filling, and the results of the study. (2) the speed and speed of water absorption and release of water absorption alloy, water absorption alloy and water absorption alloy. (theoretically) the rate of 1200W/mK is very high. (CNT) is used, and the particle filling is added. Particles, CNT, mix, dry, mix, dry, dry, The results showed that the particle diameter 0.1mm particle filling CNT was about 7 vol.% and the addition of 0.31W/mK was about 2 times higher than that of 0.67W/mK. The first step is to increase the particle diameter by 10 times the diameter, the 1.0mm particle diameter by 10 times the diameter, and the particle diameter by the same amount as the 01mm particle size. In this paper, the filling method is used to fill the gap between the particles and the gap, and the CNT is used to promote the growth of the fruit. The amount of CNT added is less than that of the others, and there is an increase in the rate of growth, which is more than 2.5% in volume.%. Please click CNT to improve the results of the table. If you fill the inner wall of a container with the same amount of gas, you can use the same number of times to fill the inner wall of a container. If you add the same amount of CNT, you can fill the inner wall of a container with the same number of times as much as you can. If you add the same amount of CNT in the inner wall of a container, you can fill the inner wall of a container with the same number of times as much as you can.

项目成果

炭素繊維クロスを利用した潜熱蓄熱槽の開発

碳纤维布潜热储罐的研制

• 发表时间: 2006
• 期刊: 空気調和・衛生工学会論文集 No.114
• 作者: T.Tagawa;H.Yamada;中曽 浩一 et al.;田川智彦;田川智彦;野上 精一 et al.
• 通讯作者: 野上 精一 et al.

Promotion of reaction rates in packed bed reactors of metal hydride by heat transfer enhancement

通过强化传热提高金属氢化物填充床反应器的反应速率

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.4^<th> International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
• 作者: 田川智彦;山田博史;K.Nakaso et al.
• 通讯作者: K.Nakaso et al.

Extension of heat transfer area using carbon fiber cloths in latent heat thermal energy storage tanks

• DOI: 10.1016/j.cep.2007.02.001
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: Chemical Engineering and Processing
• 作者: K. Nakaso;Hirofumi Teshima;A. Yoshimura;Seiichi Nogami;Y. Hamada;J. Fukai

CNTによる粒子充填層有効熱伝導率の向上

CNT提高颗粒填充床有效导热系数

• 发表时间: 2007
• 期刊: 化学工学会第72年会研究発表講演要旨集
• 作者: T.Tagawa;H.Yamada;中曽 浩一 et al.
• 通讯作者: 中曽 浩一 et al.

Improvement of Thermal Conduction in Packed Bed Reactors by Carbon Fiber

碳纤维改善填充床反应器的热传导

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc.The 18^<th> Symposium on Chemical Engineering
• 作者: 田川智彦;山田博史;K.Nakaso et al.;R.Shigenaga et al.
• 通讯作者: R.Shigenaga et al.