金属粉体燃焼
アルミニウムは発熱量が高く、特にその粉体は強い発光を伴いながら爆発的に燃焼します。また、燃焼時にはCO2が発生しないため、アルミニウムは環境適合型のエネルギー資源となり得ます。実際、アルミニウムをキャリアとするエネルギーサイクルが提案されており、当サイクルでは再生可能エネルギー余剰時には、アルミナ（Al2O3）を還元して余剰エネルギーをアルミニウムに貯蔵し、不足時にはそのアルミニウムを燃焼させて貯蔵エネルギーを回収し不足分を補填することが想定されています。そのため、アルミニウムエネルギーサイクル実現には、安定したアルミニウムの燃焼が求められます。
当研究室では、大気中においてアルミニウム粉体を燃焼させることに成功し、その燃焼挙動を調査してきました。アルミニウムの流量などのパラメータによって、非定常な燃焼挙動が現れることがわかっており、その非定常ダイナミクスに対して実験、数値シミュレーションおよび機械学習によりアプローチしています。それによって得られた知見を活用し、アルミニウム粉体燃焼の安定化および光・熱エネルギーの高効率回収に取り組んでいます。
アルミニウム噴流火炎のモード解析
【研究成果】
- 関晶真、小林芳成、高橋周平、機械学習を用いたアルミニウム噴流火炎の燃焼挙動解析、日本燃焼学会誌、第63巻206号（2021年）357-364.