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J-GLOBAL ID：202302214547863856   整理番号：23A0269059

熱化学蓄熱のための固定層反応器での脱水反応中の熱伝達に及ぼす熱伝導率と熱接触コンダクタンスの影響に関する数値解析

Numerical Analysis on the Effect of Thermal Conductivity and Thermal Contact Conductance on Heat Transfer during Dehydration Reaction in a Fixed Packed Bed Reactor for Thermochemical Heat Storage

著者 (5件)： Zamengo Massimiliano (School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology) ,  Funayama Shigehiko (Laboratory for Zero-Carbon Energy, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology) ,  Takasu Hiroki (Laboratory for Zero-Carbon Energy, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology) ,  Kato Yukitaka (Laboratory for Zero-Carbon Energy, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology) ,  Morikawa Junko (School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology)
資料名： ISIJ International (Iron and Steel Institute of Japan)  (ISIJ International (Iron and Steel Institute of Japan))
巻： 62  号： 12  ページ： 2559-2566(J-STAGE)  発行年： 2022年 
JST資料番号： F0100A  ISSN： 0915-1559  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 太陽光発電と風力エネルギーからの発電は,しばしば工業プロセスによって予定されたエネルギーの需要と整合しない。化学的蓄熱技術は,余剰電力,太陽熱または産業廃熱から化学エネルギーへの熱の転換を可能にし,熱を必要とする工業プロセスまたは電力への再変換のいずれかの需要に再利用できる。このエネルギー緩衝技術は需要と供給の間の不整合の安定化に寄与し,脱炭素化社会へのエネルギー供給のレジリエンスを改善する。化学的蓄熱の実用化のための主なボトルネックは,充填層反応器における貧弱な熱伝達能力に関連している。本研究では,脱水反応(蓄熱モード)中の熱伝達のエクセルギー効率に及ぼす熱伝導率と熱接触コンダクタンスの影響を数値的に明らかにすることを試みている。Ca(OH)₂脱水に基づく平面形状を有する固定充填床反応器を考察した:平均蓄熱速度およびエクセルギー効率のような化学蓄熱性能指標を,充填層材料の熱伝導率の値,充填層と反応器壁の間の熱接触コンダクタンス,および充填層のサイズを変化させる数値シミュレーションによって得た。熱伝導率の向上は必要だが,最高の平均蓄熱速度を達成するためには十分ではなく,熱接触コンダクタンスは,熱伝導率の向上の利点を最大化するために重要な結果をもたらすが,充填層のサイズの減少は,より高いエクセルギー効率を達成するために有益であることを見出した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 物理化学 ,  *エネルギー ,  *エネルギー貯蔵 ,  水酸化カルシウム ,  脱水 ,  *熱伝達 ,  熱伝導率 ,  接触 ,  コンダクタンス ,  熱化学 ,  *化学エネルギー

著者キーワード (6件)： 化学的蓄熱 ,  廃熱 ,  熱伝導率 ,  熱接触コンダクタンス ,  エクセルギー効率 ,  数値解析

分類 (2件)： エネルギー貯蔵  (LC02000F) ,  非金属のその他の熱的性質  (BL05040J)

引用文献 (31件)：

• 1) T. Okazaki, Y. Shirai and T. Nakamura: Renew. Energy, 83 (2015), 332. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.04.027
• 2) C. W. Forsberg, D. C. Stack, D. Curtis, G. Haratyk and N. A. Sepulveda: Electr. J., 30 (2017), No. 6, 42. https://doi.org/10.1016/j.tej.2017.06.009
• 3) O. Dumont, G. F. Frate, A. Pillai, S. Lecompte, M. De Paepe and V. Lemort: J. Energy Storage, 32 (2020), 101756. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101756
• 4) V. Novotny, V. Basta, P. Smola and J. Spale: Energies, 15 (2022), 647. https://doi.org/10.3390/en15020647
• 5) G. Ervin: J. Solid State Chem., 22 (1977), 51. https://doi.org/10.1016/0022-4596(77)90188-8

タイトルに関連する用語 (8件)： 熱化学 ,  蓄熱 ,  固定層反応器 ,  脱水反応 ,  熱伝達 ,  熱伝導率 ,  コンダクタンス ,  数値解析