共同研究・競争的資金等の研究 - 中曽 浩一
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3Dプリンティング技術を駆使したケミカルヒートバッテリーシステムの開発
2023年04月 - 2025年03月
日本鉄橋協会 第2回鉄鋼カーボンニュートラル研究助成
中曽浩一
担当区分：研究代表者
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化学反応熱によるコールドサーマルバッテリーの高出力化の検討
2023年04月 - 2024年03月
物質・デバイス領域共同研究拠点 基盤共同研究
中曽浩一,埜上洋
担当区分：研究代表者
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産業ＣＮ に向けたサーマルサーキットの開発
2022年06月 - 2023年03月
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO) 先導研究プログラム エネルギー・環境新技術先導研究プログラ ム
中曽浩一
担当区分：研究分担者
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化学反応熱によるコールドサーマルバッテリーの開発
研究課題/領域番号：20221314 2022年04月 - 2023年03月
物質・デバイス領域共同研究拠点(NJRC) 基盤共同研究
中曽浩一, 埜上 洋
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食品粉体をオンデマンド製造するための原料液滴乾燥過程の詳細評価法の検討
2021年04月 - 2023年03月
粉体工学情報センター 第17回 2021年度研究助成
中曽浩一
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作業環境改善のための排熱利用型ケミカル冷熱生成システムの検討
2019年04月 - 2021年03月
日本鉄鋼協会 鉄鋼研究振興助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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食品粉体の製造プロセス開発を加速するための噴霧乾燥法の詳細評価法の検討
2019年04月 - 2020年03月
粉体工学情報センター 研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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家庭用瞬間湯沸器の安全運転および省エネのための蓄熱システム適用検討
2018年04月 - 2019年03月
パロマ環境技術開発財団 パロマ環境技術開発財団研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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分散型エネルギーシステム構築のための化学蓄熱セルシステムの要素研究
2016年04月 - 2019年03月
日本学術振興会 科研費 基盤研究(C)
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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粒子充填層におけるガス透過性を有する伝熱促進の検討
2015年04月 - 2016年03月
（公財）ホソカワ粉体工学振興財団 平成27年度研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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化学蓄熱を用いた太陽光熱利用高温蒸気生成システムの開発
2013年04月 - 2016年03月
日本学術振興会 科研費 基盤研究(C)
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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化学プラントから排出される中低温熱有効利用のための新規化学蓄熱プロセスの提案
2010年04月 - 2012年03月
日本学術振興会 科研費 若手研究(B)
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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インクジェット法による薄膜形成に関する移動現象の総合解析
研究課題/領域番号：22360324 2010年 - 2012年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
深井 潤, 中曽 浩一
配分額：18850000円 （ 直接経費：14500000円 、 間接経費：4350000円 ）
インクジェット法によって形成される薄膜を平坦化する方法を実験と実験両面から検討した.まず,実験および数値解析により蒸発する液滴内の内部流動を解析した.本解析系において,溶質濃度差由来と温度差由来のマランゴニ力が内部流動に影響し,それらの力は自由界面上で逆方向の流れを発生させる.基板温度の上昇とともに溶質濃度差由来より温度差由来のマランゴニ力が大きくなる.しかし,蒸発が進行すれば,最終的には溶質濃度差由来のマランゴニ力が流れを支配する.2成分溶媒を用いて薄膜が平坦化できる理由は,2つの溶媒の表面張力差を利用して内部流れを制御できるためと考えられてきた.しかし,本研究では,溶媒濃度差由来より溶質濃度差由来のマランゴニ力が大きいために,溶媒の表面張力差から予想される内部流動状態と膜形状は必ずしもを相関していないことが示唆された.結論として,薄膜形状は self-pinning 位置に影響され,それを制御するためには粘度,接触角,蒸発速度を操作し,膜形状を微妙に制御するためマランゴニ力を操作する方法を考案した.それに従って,薄膜を平坦化することができた.
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スパイラル炭素繊維付き伝熱管とヒートパイプを併用した高性能水素貯蔵装置の開発
2008年09月 - 2010年08月
マツダ財団 第24回（2008年度）マツダ研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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水素吸蔵合金アクチュエータ内移動現象の詳細解析と炭素繊維による高性能化
2006年04月 - 2008年03月
日本学術振興会 科研費 若手研究(B)
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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Promotion of reaction rates in packed bed reactors of metal hydride by heat transfer enhancement
2005年09月
矢崎科学技術振興記念財団 国際交流援助
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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炭素繊維熱伝導促進技術を応用した運動支援用小型水素アクチュエータの開発
2005年04月 - 2006年03月
御器谷科学技術財団 研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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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
研究課題/領域番号：17656254 2005年 - 2006年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 萌芽研究
深井 潤, 中曽 浩一
配分額：3400000円 （ 直接経費：3400000円 ）
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.
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計算機支援による水素利用システムの最適化および炭素繊維による高性能化
2004年04月 - 2006年03月
旭硝子財団 自然科学系研究助成
中曽 浩一
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
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インクジェトプリントにおける薄膜形成機構の解明とその制御
研究課題/領域番号：16360387 2004年 - 2006年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(B)
深井 潤, 高原 淳, 山本 剛, 金田 昌之, 中曽 浩一, 森田 正道
配分額：15100000円 （ 直接経費：15100000円 ）
30-100μmの液滴を疎液面に射出し,溶媒の種類や蒸発速度を操作パラメータとして,液滴の乾燥工程を観察するととも,生成した薄膜の膜厚分布を測定することによって,以下の知見を得ることができた.
(1)疎液面においては,初期溶質濃度が高いほど,蒸発速度が大きなほど,凹型の薄膜が形成しやすいことがわかった.これは,後退している接触線の固定時間が早くなることによって接触線固定時の溶液粘度が低くなり,接触線固定後も内部流動が起きやすいためである.
(2)凹型の薄膜が形成しやすい親液面において,初期溶質濃度を高くすることによって凸型の薄膜が形成することを見出した.また,低粘度溶液しか扱えないインクジェットに対しては,沸点の異なる2成分溶媒を用いることで薄膜形状が制御できた.
(3)2成分溶媒が薄膜形状に影響する直接の原因は,表面張力分布に起因するマランゴニ対流の撹拌効果ではなく,接触線が固定した時点での粘度が高くなることである.
(4)蒸発溶液滴の内部流動の可視化を行った結果,対称軸上で上昇する循環流が観察された.この流れは,自由表面の温度分布に起因するマランゴニ対流では説明できない.
(5)蒸発液滴の数値解析モデルを構築した.事項(4)の内部循環流について検討した結果,循環流の主な原因は,濃度差に起因したレイリー・ベナード対流であることがわかった.
(6)初期溶質濃度が高くなるほど内部流動が激しくなることが実験的に確認できた.この予想外の結果も,内部濃度差に起因したレイリー・ベナード対流で説明できることを示した.
(7)親液面と疎液面をストライプ状にパターン化した表面を調製し,親液面に薄膜を形成させることに成功した.その際,液滴が分裂して親戚面のみに薄膜が形成するためには,疎液面上での接触線の固定時間を遅らせることが重要であることがわかった.