SAMURAI - NIMS Researchers Database

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Research

Keywords

磁気冷凍、水素、宇宙

PublicationsNIMS affiliated publications since 2004.

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Society memberships

低温工学・超電導学会

Awards

  • Certificate of appreciation for JT-60SA (Fusion For Energy) (2018)
  • 研究開発功績賞(量子科学技術研究開発機構) (2017)
  • 優良発表賞「JT-60SA要素部品の開発」(低温工学・超電導学会) (2014)
  • Group Achievement Award for SOFIA HAWC/SAFIRE ADR (NASA) (2003)
  • 優良発表賞「酸化物畜冷材の熱物性」(低温工学協会) (2003)
Research Center for Energy and Environmental Materials (GREEN)
Title

高効率な水素液化機の開発

Keywords

磁気冷凍,水素,磁気熱量効果

Overview

水素は新しいエネルギーキャリアとなり得る候補の一つとして注目されている。特に、再生可能エネルギーを利用した分散発電システムや、モビリティー (バス、トラック、鉄道、船、航空機など) において新たな役割と可能性が期待されている。水素サプライチェーンを担うキャリアの一つとして液体水素がある。液化水素はエネルギー密度の観点から有望なキャリアであるが、液化には1気圧で-253℃という極低温に冷却する必要がある。液化仕事は水素価格の3分の1を占めることから、液化水素サプライチェーンの成立には液化効率の大幅な向上が重要である。水素エネルギー社会の実現に必須である安価な水素供給に貢献するため、高効率な液化技術システムの研究開発を実施する。

Novelty and originality

従来の水素液化は、気体の圧縮・膨張を利用して行われる。気体圧縮膨張による冷凍および液化機は100年以上の歴史をもち、これ以上の劇的な性能向上は困難である。液化効率で従来方式を越える最有力候補は磁気冷凍方式であることから、磁気冷凍による水素液化技術の研究開発を実施している。磁気冷凍方式の中でも運転温度範囲が広いという特徴をもつ「能動的蓄冷式磁気冷凍」(Active Magnetic Refrigeration: AMR)という方式を採用した世界初の水素液化AMRシステムの原理実証を目指す。

Details

image

磁気冷凍システムの開発には、多くの要素技術が必要である。これら要素技術を統合して磁気冷凍を構築し、水素液化を実証する。磁気冷凍技術は、水素液化プラントをはじめ、宇宙での推薬液化、量子コンピュータなどに応用可能である。

Summary

【これまでの成果】AMRによる水素液化に世界で初めて成功
【実用化への可能性】AMR水素液化機の原理実証を達成することで社会実装に道を開く
【今後の課題】AMR水素液化機の大型化は超伝導磁石の大型化という課題がある。
【今後の達成したい事】社会実装に資することのできる大型AMRシステムの開発

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