Keiko Fujioka 研究室

本研究室は、低温の廃熱を高温の熱と冷水に変換するシステムの開発に取り組んでいます。具体的には、塩化カルシウムなどの化学物質を用いた熱ポンプシステムを構築し、80℃程度の廃熱から200℃を超える高温蒸気と8℃の冷水を同時に得る技術を研究しています。工業や建築分野で大量に排出される低質な廃熱の有効利用を目指しており、エネルギー効率の向上に貢献する重要なテーマです。 研究の手法としては、反応炉内の熱・物質移動特性の実験的・理論的解析を中心としています。塩化カルシウム粒子の細孔構造や反応時の変化を走査電子顕微鏡や水銀ポロシメトリーで観察し、また反応炉内の温度分布や伝熱特性を様々な圧力条件下で測定しています。同時に、数値シミュレーションを用いて炉の形状や寸法が出力温度に与える影響を評価しています。 主な知見として、化学物質の反応平衡による未反応領域の存在が、システムの性能を大きく左右することが明らかになりました。また、複合材料における空隙率や反応物質の種類が、熱伝導率や貯熱密度などの物性に重大な影響を及ぼすことが判明し、これらの設計パラメータの最適化が、より高性能なシステム開発の鍵となることが示されています。