中村(寿)・金山 研究室

About关于研究室

エネルギーシステムの温室効果ガスと火災をゼロへ。

中村・金山研究室は、航空宇宙機などの推進システムやエネルギー変換機器に関わる反応性流動場を対象に、その化学反応の解明とモデル化に取り組んでいます。
アンモニアや水素、バイオ燃料といった脱炭素・低炭素の燃料について、化学反応を解明し、モデル化しています。
マイクロフローリアクタや対向流火炎を使った、基礎実験の方法の高度化にも取り組んでいます。
バッテリーの電解液や冷媒、これらに添加する難燃剤の化学反応の理解にもとづき、発火を減らすことを目指しています。

Research研究课题

燃焼によるエネルギー変換は、負荷の変動に追従しやすく、大きさや重さあたりの出力が高いという特徴を持っています。この研究室では、マイクロフローリアクタやバーナを用いた実験と反応素過程の数値シミュレーションで、新しい燃料の化学反応や火炎の特性を理解してモデル化し、ゼロエミッション燃焼器の設計開発に必要な燃焼数値シミュレーションの基盤を構築しています。

※示意图

アンモニア燃焼の反応モデル↗

アンモニアは再生可能エネルギーから製造でき、利用時にCO2を出しません。一方で炭化水素より燃えにくく、窒素原子由来のNOxも生じるため、火炎の特性や反応素過程を調べ、モデルの構築と検証を進めています。

※示意图

バッテリー電解液と難燃剤の燃焼↗

リチウムイオンバッテリーの発火抑制のため、電解液の主成分である炭酸エステルの反応性評価と燃焼反応モデルの構築を進めています。電解液に溶ける難燃剤として考えられるフッ化物・リン化物も対象です。

※示意图

機械学習で作る簡易反応モデル↗

詳細な燃焼反応モデルは多数の化学種を含み、数値シミュレーションに膨大な計算負荷がかかります。予測性能を保ちつつ化学種を減らした簡易反応モデルの構築法を、機械学習の支援を取り入れて研究しています。

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