ふく射の空洞量子効果を用いた革新的メタン改質の解明に関する研究

利用辐射腔量子效应阐明创新甲烷重整的研究

• 批准号: 11J05859
• 负责人: 江目 宏樹
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05859/
• 关键词: 空洞量子効果; ふく射制御; 省エネルギー; 透過率制御; 反射率制御; メタン; 水素; 多孔質体; 改質反応

本研究課題はメタンガスの水蒸気改質反応の効率向上を空洞量子効果により実現することを目指している. 空洞量子効果はマイクロメートルオーダーの空洞内において特定波長の電磁場が共振する現象で, 熱ふく射のスペクトル強度を制御することが可能になる. 本年度はナノ粒子によるふく射制御を考え, 1. 紫外線領域のふく射制御, 及び2. 可視光・近赤外領域のふく射制御を行った.1. 紫外線領域のふく射制御単一の球状粒子の散乱及び吸収特性が, 粒径, 電磁波の波長および粒子の複素屈折率に依存することはMie散乱理論によって示されている. これにより粒子の種類や大きさを制御することでふく射制御が可能となる. 一次元平行平板モデル内でふく射輸送方程式を光線放射モデルによるふく射要素法により解き, 膜の透過率を計算した. 解析結果を実験により評価した. 作製した紫外線遮蔽膜は可視域において透過率が約90%であり外観保持が可能であることを示している. また紫外域において透過率は約25%である. これは紫外線遮蔽性能を持つことを示している. これにより多くの工業製品の紫外線劣化を抑えることが可能となる.2. 可視光・近赤外領域のふく射制御同様に数値解析を行い, 可視光・近赤外領域の反射率の制御を行った. 本研究では遮熱黒色塗料を作製した. 一般的な黒色塗料に比べて近赤外領域の反射率を選択的に上昇させている. これにより, 一般的な黒色塗料よりも遮熱性能の高い黒色塗料が実現した. これを自動車等に適用することで冷房負荷を低減することができる.以上のように粒子によるふく射制御を実現した. このようなふく射制御は社会の様々な場面に応用でき, 環境分野への恩恵が大きい. 本研究はエネルギー問題に関して, ふく射伝熱の観点から光学物性制御を様々な工業技術に応用・発展させることで革新的な省エネルギー化を図り, 新たな工学分野・学術領域を切り開くものである.

This research topic is aimed at improving the efficiency of water vapor modified reaction and improving the efficiency of cavity quantum effect. The resonance phenomenon of electromagnetic field with specific wavelength in the cavity quantum effect is possible to control the intensity of thermal radiation. This year's UV radiation control in the field, and 2. Visible Light·Near Red Field and Light Control System The scattering and absorption characteristics of spherical particles in ultraviolet radiation control system depend on particle size, wavelength of electromagnetic wave and refractive index of particles. The particle type and size of the particle are controlled by the radiation control mechanism. A one-dimensional parallel plate is used to calculate the transmittance of a film by calculating the transmission equation of light emission. The analysis result is very good. The UV shielding film can be used for visual field transmission rate of about 90%. UV transmittance is about 25%. The UV shielding performance of the film is very good. UV degradation of industrial products can be suppressed by a variety of factors. 2. In the same numerical analysis of visible light and near-infrared radiation control, the control of reflectivity in visible light and near-infrared radiation is also being carried out. In this study, the preparation of heat-resistant black coatings was studied. The reflectivity of general black coatings is higher than that of near red areas. Therefore, ordinary black coatings with high heat shielding properties are now realized. The cold room load is reduced due to the application of automatic vehicles. The above particles are emitted from the atmosphere. The environment is divided into two parts: the environment is divided into three parts: the environment is divided into three parts: the environment is divided into four parts: the environment is divided into three parts: the environment is divided into four parts: the environment This study is aimed at solving problems related to radiation heat transfer, optical property control, industrial technology, application development, innovation, innovation

项目成果

サブマイクロ粒子を用いた波長選択膜のふく射特性

使用亚微粒子的波长选择膜的辐射特性

• 发表时间: 2012
• 作者: 江目宏樹;Mehdi Baneshi;岡島淳之介;小宮敦樹;山田昇;円山重直
• 通讯作者: 円山重直

Heat shield performance of Fe_2O_3 pigmented coatings by inverse analysis of full spectral reflectivity measurements

全光谱反射率测量反演分析Fe_2O_3颜料涂层的隔热性能

• 发表时间: 2011
• 作者: Mehdi Baneshi;Hiroki Gonome;Junnosuke Okajima;Atsuki Komiya;Shigenao Maruyama
• 通讯作者: Shigenao Maruyama

Evaluation of optical properties and thermal performances of different greenhouse covering materials

• DOI: 10.1016/j.solener.2013.06.029
• 发表时间: 2013-10-01
• 期刊: SOLAR ENERGY
• 影响因子: 6.7
• 作者: Al-Mahdouri, A.;Baneshi, M.;Maruyama, S.
• 通讯作者: Maruyama, S.

THERMAL PERFORMANCE OF BLACK CUPRIC OXIDE SUBMICRO N-PARTICULATE COATINGS : EXPOSURE TEMPERATURE MEASUREMENT

黑氧化铜亚微米颗粒涂层的热性能：暴露温度测量

• 发表时间: 2013
• 作者: Hiroki GONOME;Mehdi BANESHI;Junnosuke OKAJIMA;Atsuki KOMIYA and Shigenao MARUYAMA
• 通讯作者: Atsuki KOMIYA and Shigenao MARUYAMA

ナノ粒子制御による遮熱塗料開発と大気曝露実験による性能評価

利用纳米颗粒控制开发热障涂料并通过大气暴露实验评估性能

• 发表时间: 2013
• 作者: 江目宏樹;Mehdi BANESHI;岡島淳之介;小宮敦樹;円山重直
• 通讯作者: 円山重直