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太陽光エネルギー変換の高度化に向けた革新的MHD発電の実現

实现先进太阳能转换的创新MHD发电

基本信息

批准号：
22560265
负责人：
村上朝之
金额：
$ 1.5万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代のクリーンエネルギー源としての太陽光エネルギーの高度利用を念頭に置いた[太陽光/太陽光励起レーザー/電気]エネルギー変換コンセプトを提言し、これを可能とする革新的な電磁流体力学(MHD)発電の実現を目的とした。大気圧条件下で生成されるレーザー誘起プラズマの特性を把握することは、レーザー駆動MHD発電機を実現するために極めて重要である。しかしながら、従来、その物理化学特性の詳細を知ることは容易ではなかった。これは、作動ガス(主にヘリウム・アルゴンなどの希ガス)に微量の大気成分が混入するためである。この問題の解決に取り組み、平成22年度より欧米研究機関[Queens University Belfast(英)・Trinity College Dublin(アイルランド)・Wesleyan University(米)]とのレーザー生成プラズマに関する共同研究を推進している。本年度は、特に、パルスレーザー誘起大気圧プラズマを対象としたシミュレーション研究を行った。実験研究成果を鑑みたモデリングを行い、ヘリウムガス・湿潤空気の混在する実環境における極めて豊富な化学種の挙動およびその複合化学反応過程を明らかにした。特に、ナノ～ミリ秒スケールで変化する電子温度・電子数密度・準安定種密度・電気伝導度・輸送係数等の物理量を把握した。このことは、レーザー駆動MHD発電機を実現する上で極めて意義深い。また、ここで開発した数値計算コードは、レーザープラズマのみならず、広く大気圧プラズマ等の特性シミュレーションにも利用できるという汎用性を有している。

The next generation of solar energy sources and high utilization of solar energy sources are proposed and possible innovative electromagnetic fluid dynamics (MHD) generation is proposed. Under high pressure conditions, it is very important to grasp the characteristics of MHD motor. It is easy to know the physical and chemical properties of the two materials in detail. The main reason for this is that trace amounts of organic compounds are mixed in. The solution of this problem is selected from the group, and the joint research of the European and American research institutions [Queens University Belfast(UK), Trinity College Dublin(UK), Wesleyan University(M)] and the generation of relevant research is promoted. This year, the company launched a large-scale research project. The results of this research are as follows: 1. The chemical reaction process of the extremely rich chemical species and the complex chemical reaction process of the humid air are clearly described. In particular, the electronic temperature, electronic number density, quasi-stable species density, electrical conductivity, transport coefficient and other physical quantities are controlled. This is the first time that MHD motors have been developed. In addition, the calculation of the value of the open source is carried out in the following ways: