磁気冷凍技術による革新的水素液化システムの開発

研究課題

体系的番号	JPMJMI18A3
DOI	https://doi.org/10.52926/JPMJMI18A3
研究代表者	西宮伸幸物質・材料研究機構/科学技術振興機構, NIMS招聘研究員/プログラムマネージャー
研究期間 (年度)	2018 – 2027 (予定)
概要	液体水素は気体水素の1/800の体積で、大量輸送、大量供給、大量貯蔵、省スペース等の特長があり、水素エネルギーの本格的な普及には欠かすことができない。しかし、液化点が20K(-253°C)の極低温のため、液化には相応のエネルギー投入が必要であることや、ボイルオフの発生が避けられないことにより、液体水素利用コスト上昇の原因となっている。低コスト化を実現するためには、気体冷凍法では到達困難な液化効率50%以上を達成することが必須である。本課題では、原理的に高い冷凍効率が期待できる磁気冷凍法を用い、革新的磁性材料および高効率磁気冷凍サイクルの開発により、 1. 液化効率50%以上、液化量100kg/day以上の高効率水素液化機 2. 液化水素ゼロボイルオフを目指した小型・省電力な冷凍機を実現し、1兆円規模の液体水素市場を創出するとともに、我が国における水素基本戦略を大きく加速させる。
研究領域	未来社会に必要な革新的水素液化技術

報告書

(9件)

主な研究成果
(7件)

すべて 2024

すべて雑誌論文 (7件) (国際共著 1件、査読あり 7件、オープンアクセス 4件)

[雑誌論文] Effects of moving magnetic materials in and out of superconducting magnet for active magnetic refrigeration system2024
- 著者名
  Kyohei Natsume, Tsuyoshi Shirai, Akira Uchida, Yusuke Kimura, Yuki Emori, Hiroshi Miyazaki, Gen Nishijima, Koji Kamiya, Koichi Matsumoto, and Takenori Numazawa
- 雑誌名
  
  IEEE Transaction on Applied Superconductivity
  
  巻: 34 号: 5 ページ: 3801005
- DOI
  10.1109/TASC.2024.3384342
- 査読あり
[雑誌論文] Magnetic structure of Tb3NbO7 determined using neutron diffraction experiments and magnetic anisotropy calculations2024
- 著者名
  M. Hase, A. Donni, V. Y. Pomjakushin, M. Rotter
- 雑誌名
  
  JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS
  
  巻: 599 号: 17 ページ: 172106
- DOI
  10.1016/j.jmmm.2024.172106
- 査読あり / 国際共著
[雑誌論文] No-insulation BSCCO magnet impregnated with low-melting point metal2024
- 著者名
  S. Matsunaga, G. Nishijima, Y. Narushima, K. Natsume, N. Yanagi, K. Kamiya
- 雑誌名
  
  IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  
  巻: 34 ページ: 4605705
- DOI
  10.1109/TASC.2024.3397572
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Recent Progress of Floating-Zone Techniques for Bulk Single-Crystal Growth2024
- 著者名
  N. Kikugawa
- 雑誌名
  
  Crystals
  
  巻: 14 号: 6 ページ: 552
- DOI
  10.3390/cryst14060552
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Achievement of 120 W at 80 K by Synchronous Operation of Two Single-Stage G-M Cold Heads Driven by a 2 W Class Compressor2024
- 著者名
  S. Masuyama, K. Natsume, K. Kamiya, T. Numazawa
- 雑誌名
  
  Cryocoolers 23
  
  ページ: 185-191
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Electromagnetic Analysis Evaluation of Split NbTi Superconducting Magnet for Scaled-Up Active Magnetic Regenerative Refrigeration System2024
- 著者名
  Yusuke Kimura, Yuki Emori, Hiroshi Miyazaki, Kyohei Natsume, Koji Kamiya, Gen Nishijima
- 雑誌名
  
  IEEE Transactions on Applied Superconductivity
  
  巻: 35 号: 5 ページ: 4900305
- DOI
  10.1109/TASC.2024.3512515
- 査読あり / オープンアクセス
[雑誌論文] Thermal and electrical conductivity of magnetic refrigerant holmium diboride for magnetic refrigerator application2024
- 著者名
  Koichi Matsumoto, Hironori Hasegawa, Masaki Horie, Hideaki Kitazawa, Akiko T. Saito, Takenori Numazawa
- 雑誌名
  
  Cryogenics
  
  巻: 146 ページ: 1042020
- DOI
  10.1016/j.cryogenics.2024.104020
- 査読あり

磁気冷凍技術による革新的水素液化システムの開発

研究代表者

西宮 伸幸 物質・材料研究機構/科学技術振興機構, NIMS招聘研究員/プログラムマネージャー

報告書

主な研究成果

[雑誌論文] Effects of moving magnetic materials in and out of superconducting magnet for active magnetic refrigeration system2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Magnetic structure of Tb3NbO7 determined using neutron diffraction experiments and magnetic anisotropy calculations2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] No-insulation BSCCO magnet impregnated with low-melting point metal2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Recent Progress of Floating-Zone Techniques for Bulk Single-Crystal Growth2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Achievement of 120 W at 80 K by Synchronous Operation of Two Single-Stage G-M Cold Heads Driven by a 2 W Class Compressor2024

著者名

雑誌名

[雑誌論文] Electromagnetic Analysis Evaluation of Split NbTi Superconducting Magnet for Scaled-Up Active Magnetic Regenerative Refrigeration System2024

著者名

雑誌名

DOI

[雑誌論文] Thermal and electrical conductivity of magnetic refrigerant holmium diboride for magnetic refrigerator application2024

著者名

雑誌名

DOI

西宮伸幸物質・材料研究機構/科学技術振興機構, NIMS招聘研究員/プログラムマネージャー