研究者詳細 - 平井　秀一郎

2026/03/10 更新

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ヒライ　シュウイチロウ

平井　秀一郎

HIRAI SHUICHIRO

所属

工学院研究員

外部リンク

News & Topics

World's First Real-time Visualization of Water Produced Inside Fuel Cells

2017/11/17

掲載言語：英語

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As part of the NEDO project, Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) has successfully developed the world's first technology capable of visualizing, in real-time and in high-resolution, the behaviors of the water produced inside operating fuel cells. As a result of this breakthrough, it is now possible to observe the behavior of the water produced in fuel cells for automobiles which often experience drastic changes in reactions. The technology is expected to accelerate improvements in fuel cells that will enable higher performance and better durability and to accelerate technology development that will contribute to new design guidelines.
世界初、燃料電池の反応生成液水の可視化を実現

2017/10/12

掲載言語：日本語

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NEDO事業において、東京工業大学は、作動中の燃料電池内の反応生成液水の挙動をリアルタイム・高解像度で可視化できる技術の開発に世界で初めて成功しました。これにより、反応が激しく変化する自動車用燃料電池の生成液水挙動の把握が可能となり、高性能化・高耐久化を目指す燃料電池の特性改善や設計指針に資する技術開発の加速が期待されます。
Soft X-rays: New Visualization Tool for Light Weight Elements in Energy Devices

2011/01/31

掲載言語：英語
Energy solutions

2009/03/31

掲載言語：英語

News & Media

NHK Eテレ「すイエんサー」に東工大教員チームが出演

2014/04/26 19:25

掲載言語：日本語

テレビ： NHK Eテレ「すイエんサー」

研究分野

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 熱工学

論文

Carbon Nanofiber-Based Thin Gas Diffusion Layers for Polymer Electrolyte Fuel Cells

Shaoling Zhang, Hidetoshi Matsumoto, Keisuke Sato, Yudai Ishikawa, Hiroshi Naito, Katsuyuki Kawamura, Katsunori Sakai, Shuichiro Hirai

ACS Engineering Au 2025年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：American Chemical Society (ACS)

DOI： 10.1021/acsengineeringau.5c00028

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High pressure–temperature picosecond acoustic measurements on Fe using an internal-resistive-heated diamond anvil cell

Yoshihiro Nagaya, Takashi Yagi, Ryoto Ebina, Kei Hirose, Manabu Kodama, Shuichiro Hirai, Kenji Ohta

High Pressure Research 1 - 15 2025年6月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Informa UK Limited

DOI： 10.1080/08957959.2025.2520559

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フロー型亜鉛空気電池の負極オペランドX線イメージング

Shumpei KUBOTA, Wooseok KANG, Manabu KODAMA, Atsunori IKEZAWA, Hajime ARAI, Shuichiro HIRAI

Transactions of the JSME (in Japanese) 2024年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/transjsme.24-00098

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Operando X-Ray Imaging of the Charge-Discharge Behavior of Zinc-Air Batteries

Wooseok KANG, Shumpei KUBOTA, Manabu KODAMA, Atsunori IKEZAWA, Hajime ARAI, Shuichiro HIRAI

Electrochemistry 2024年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society of Japan

DOI： 10.5796/electrochemistry.24-00053

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Machine Learning Super-Resolution of Laboratory CT Images in All-Solid-State Batteries using Synchrotron Radiation CT as Training Data

M. Kodama, A. Takeuchi, M. Uesugi, S. Hirai

Energy and AI 100305 - 100305 2023年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.egyai.2023.100305

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Operando X-Ray Imaging of Gas-Electrolyte Behavior in the Zinc-Air Batteries

Wooseok Kang, Manabu Kodama, Atsunori Ikezawa, Hajime Arai, Shuichiro Hirai

ECS Meeting Abstracts 2023年8月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/MA2023-011406mtgabs

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Numerical simulations of all-solid-state batteries using specific contact area diameters for active materials determined by X-ray computed tomography 査読

S. Iwamoto, M. Kodama, K. Yanagi, Y. Haniu, Y. Fujii, N. Masuda, H. Higuchi, Y. Suetsugu, S. Hirai

Journal of Power Sources Advances 100120 2023年6月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.powera.2023.100120

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Experimental and in silico simulation of slot-die coating with a polymer electrolyte fuel cell catalyst slurry

M. Kodama, K. Kiso, K. Sakai, T. Sasabe, S. Hirai

International Journal of Hydrogen Energy 2023年5月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2023.05.043

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3D Visualization of Liquid Water in Catalyst Layer Using X-Ray CT

Takaya Sugahara, Takashi Sasabe, Hiroshi Naito, Manabu Kodama, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 109 ( 9 ) 135 - 139 2022年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

To clarify the behavior of liquid water in polymer electrolyte fuel cell (PEFC), X-ray computed tomography (XTM) is used. In the past, 3D visualization experiments of liquid water in substrate layer and microporous layer (MPL) were conducted. However, 3D visualization of liquid water in catalyst layer (CL) has not been conducted yet. It is important to clarify liquid water in CL because water is generated in CL. We improved two things. First, we used the CL with low platinum percentage because its X-ray absorption coefficient is low. Second, 20.5-hour CT scan was conducted to improve spatial resolution. Therefore, we succeeded the detection of liquid water in CL.

DOI： 10.1149/10909.0135ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/10909.0135ecst/pdf
Improvement of lithium-metal electrode performance of all-solid-state batteries by shot peening on solid-electrolyte surface

M. Kodama, K. Takashima, S. Hirai

Journal of Power Sources 537 231556 - 231556 2022年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2022.231556

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インクジェットプリンティング液滴浸透のX線計測と数値解析招待査読

岩本頌平, 兒玉学, 原田祥宏, 加藤弘一, 門永雅史, 伏信一慶, 平井秀一郎

日本画像学会誌 61 ( 2 ) 98 - 104 2022年4月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.11370/isj.61.98

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Three-dimensional coupling numerical simulation of two-phase flow and electrochemical phenomena in alkaline water electrolysis

Kenjiro Torii, Manabu Kodama, Shuichiro Hirai

International Journal of Hydrogen Energy 46 ( 71 ) 35088 - 35101 2021年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier Ltd

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2021.08.101

Scopus

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Impact of Solvent Decomposition on Dispersion Structure of PEFC Catalyst Ink

Takashi Sasabe, Kaname Iida, Katsunori Sakai, Suguru Uemura, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 104 ( 8 ) 191 - 196 2021年10月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

DOI： 10.1149/10408.0191ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/10408.0191ecst/pdf
3D Visualization of Liquid Water Penetration from MPL to Substrate Layer in PEFC Using in-Situ X-Ray Tomographic Microscopy

Takaya Sugahara, Takashi Sasabe, Hiroshi Naito, Manabu Kodama, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 104 ( 8 ) 93 - 99 2021年10月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

DOI： 10.1149/10408.0093ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/10408.0093ecst/pdf
Reaction Products Affecting the PEFC Catalyst Ink Property

Suguru Uemura, Takashi Sasabe, Katsunori Sakai, Hidetoshi Matsumoto, Hidekazu Sugimori, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

Journal of the Electrochemical Society 168 ( 10 ) 2021年10月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1945-7111/ac2684

Scopus

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Magnetohydrodynamic Numerical Simulation of Bubble-Bubble Interaction in Alkaline Water Electrolysis with Magnetic Field 査読

Manabu Kodama, Hikaru Matsumae, Takeshi Kiuchi, Naoki Murakami, Shuichiro Hirai

IEEJ Transactions on Power and Energy 141 ( 7 ) 541 - 546 2021年7月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Institute of Electrical Engineers of Japan (IEE Japan)

DOI： 10.1541/ieejpes.141.541

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Microstructure Investigation of Polymer Electrolyte Fuel Cell Catalyst Layers Containing Perfluorosulfonated Ionomer

Maito Koga, Hidetoshi Matsumoto, Mitsunori Kunishima, Masatoshi Tokita, Hiroyasu Masunaga, Noboru Ohta, Akihisa Takeuchi, Junji Mizukado, Hidekazu Sugimori, Kazuhiko Shinohara, Suguru Uemura, Toshihiko Yoshida, Shuichiro Hirai

Membranes 11 ( 7 ) 466 - 466 2021年6月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：MDPI AG

Perfluorosulfonated ionomers are the most successful ion-exchange membranes at an industrial scale. One recent, cutting-edge application of perfluorosulfonated ionomers is in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). In PEFCs, the ionomers are used as a component of the catalyst layer (CL) in addition to functioning as a proton-exchange membrane. In this study, the microstructures in the CLs of PEFCs were characterized by combined synchrotron X-ray scattering and transmission electron microscopy (TEM) analyses. The CL comprised a catalyst, a support, and an ionomer. Fractal dimensional analysis of the combined ultrasmall- and small-angle X-ray scattering profiles indicated that the carbon-black-supported Pt catalyst (Pt/CB) surface was covered with the ionomer in the CL. Anomalous X-ray scattering revealed that the Pt catalyst nanoparticles on the carbon surfaces were aggregated in the CLs. These findings are consistent with the ionomer/catalyst microstructures and ionomer coverage on the Pt/CB surface obtained from TEM observations.

DOI： 10.3390/membranes11070466

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Three-dimensional structural measurement and material identification of an all-solid-state lithium-ion battery by X-Ray nanotomography and deep learning 査読

M. Kodama, A. Ohashi, H. Adachi, T. Miyuki, A. Takeuchi, M. Yasutake, K. Uesugi, T. Kaburagi, S. Hirai

Journal of Power Sources Advances 8 100048 - 100048 2021年4月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.powera.2021.100048

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Quantitative measurement of ion transport phenomena in an operating lithium-ion battery by low-energy X-ray microscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy

Suguru Uemura, Shohei Komiyama, Toshikazu Kotaka, Osamu Aoki, Sohei Suga, Yuichiro Tabuchi, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 491 2021年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2021.229601

Web of Science

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Coupled nonlinear stress and electric field numerical simulation for all-solid-state lithium-ion batteries 査読

M. Kodama, N. Horikawa, A. Ohashi, S. Hirai

Journal of Power Sources Advances 8 100049 - 100049 2021年4月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.powera.2021.100049

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Effect of Young's modulus of active materials on ion transport through solid electrolyte in all-solid-state lithium-ion battery 査読

A. Ohashi, M. Kodama, N. Horikawa, S. Hirai

Journal of Power Sources 483 229212 - 229212 2021年1月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2020.229212

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PEFC触媒インクの塗工安定性に与える溶媒組成の影㡪

木曽絢太, ᳜植村豪, 兒玉学, 酒井勝則, 笹部崇, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2020 0099 2020年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmeted.2020.0099

CiNii Research

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Effect of Reaction Products on the PEFC Catalyst Ink Property and Catalyst Layer Quality

Suguru Uemura, Katsunori Sakai, Takashi Sasabe, Hidetoshi Matsumoto, Hidekazu Sugimori, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 98 ( 9 ) 61 - 65 2020年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

DOI： 10.1149/09809.0061ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/09809.0061ecst/pdf
Effects of Solvent Composition on Viscosity and Dispersion Structure of PEFC Catalyst Ink

Kaname Iida, Takashi Sasabe, Katsunori Sakai, Suguru Uemura, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 98 ( 9 ) 497 - 501 2020年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

Structure and performance of PEFC catalyst layer (CL) is greatly influenced by dispersion structure of catalyst ink. Though the solvent composition of the catalyst ink affects the CL performance, correlation between solvent composition, CL structure, and performance has not been fully understood. The purpose of this study was to understand the effects of solvent compositions of the catalyst ink on the dispersion structure, the viscosity characteristics, and the CL structure. Four catalyst inks with different water/ethanol ratio were prepared, and the viscosity characteristics under different shear rate and the particle size distributions were measured without dilution. It was observed that the catalyst ink with higher ethanol ratio had higher viscosity and larger particle size, and it was suggested that decomposition product of ethanol by platinum catalyst affect the viscosity and the dispersion structure of the catalyst ink. Because the aggregates with in the catalyst ink strongly affect the CL structure, it is important to choose the solvent composition.

DOI： 10.1149/09809.0497ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/09809.0497ecst/pdf
Laboratory-based x-ray computed tomography for 3D imaging of samples in a diamond anvil cell in situ at high pressures 査読

Kenji Ohta, Tatsuya Wakamatsu, Manabu Kodama, Katsuyuki Kawamura, Shuichiro Hirai

Review of Scientific Instruments 91 ( 9 ) 093703 - 093703 2020年9月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：AIP Publishing

DOI： 10.1063/5.0014486

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Stress distribution in the composite electrodes of sulfide all-solid-state lithium-ion batteries 査読

Akinari Ohashi, Manabu Kodama, Sun Xueying, Satoshi Hori, Kota Suzuki, Ryoji Kanno, Shuichiro Hirai

Journal of Power Sources 470 228437 - 228437 2020年9月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2020.228437

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In situ X-ray computational tomography measurement of single particle behavior of sulfide solid electrolyte under high-pressure compression 査読

M. Kodama, A. Ohashi, S. Hirai

Journal of Power Sources Advances 4 100019 - 100019 2020年8月

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier BV

DOI： 10.1016/j.powera.2020.100019

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X-Ray CT 3D Structure Measurement and Performance Evaluation of All Solid-State Lithium-Ion Battery Anode 査読

Manabu Kodama, Shohei Komiyama, Satoshi Hori, Kota Suzuki, Ryoji Kanno, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 97 ( 7 ) 127 - 133 2020年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

DOI： 10.1149/09707.0127ecst

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/09707.0127ecst/pdf
Overvoltage Suppression Mechanism of Alkaline Water Electrolysis by Magnetic Field with Two-phase Flow and Magneto Hydro Dynamic Coupling Numerical Simulation Around a Bubble 査読

Manabu Kodama, Takeshi Kiuchi, Kenjiro Torii, Shuichiro Hirai

IEEJ Transactions on Power and Energy 140 ( 7 ) 617 - 622 2020年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Institute of Electrical Engineers of Japan (IEE Japan)

DOI： 10.1541/ieejpes.140.617

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High-pressure in situ X-ray computed tomography and numerical simulation of sulfide solid electrolyte

M. Kodama, S. Komiyama, A. Ohashi, N. Horikawa, K. Kawamura, S. Hirai

Journal of Power Sources 462 2020年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Elsevier B.V.

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2020.228160

Scopus

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Two-dimensional ton transportation numerical simulation of anode cell of electrolyzed water generator 査読

Manabu KODAMA, Yoshihisa TOSE, Kazuhiko OKUMURA, Shuichiro HIRAI

Transactions of the JSME (in Japanese) 86 ( 892 ) 20 - 00183 2020年

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担当区分：最終著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/transjsme.20-00183

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X-Ray CT Measurement of All Solid State Lithium-Ion Battery Under High Pressure Condition

Manabu Kodama, Suguru Uemura, Takuhiro Miyuki, Shuichiro Hirai

ECS Meeting Abstracts MA2019-02 ( 7 ) 705 - 705 2019年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

All Solid-state lithium ion Battery (ASB) with sulfide Solid Electrolyte (SE) would achieve high energy density and high-speed charging with high ion conductivity and wide potential window of solid electrolyte, therefore, ASB can be a solution to improve the cruising distance of electrical vehicle.

The charging speed, energy density, and battery life of the ASB is depend on internal structure in the electrode due to the lithium ion is transported in the contact surface of the SE and Active Material (AM). Several studies with surface measurement of ASB have been conducted with SEM (Scanning Electron Microscope) and Laser-microscope to reveal the internal structure of ASB. In these studies, the observed area is only the surface and cross section of ASB, and is not the inside. Moreover, the ASB is mainly used under high pressure condition to suppress the ion transportation resistance in SE-SE interface and SE-AM interface and it is difficult to observe the structure under pressured condition with the SEM and Laser-microscope.

X-ray CT imaging is an only method to observe the internal structure of ASB under high pressure condition. 3D image is generated with the reconstruction of X-ray tomography images, therefore, non-destructive observation can be achieved. Several X-ray CT measurement of ASB are conducted and internal structure of ASB have been visualized. However, in these experiments, the applied pressure (9MPa) is low and X-ray CT measurement under high pressure condition should be conducted.

The pressurizing condition is also important and is not discussed in the previous studies. The ASB can be pressured by uni-axial compression and multi-axial compression. If the battery cell is enough big, the edge region of the cell is compressed uni-axially and the balk region is compressed multi-axially. The mechanical and electrochemical characteristics can be changed with these compression condition.

From the background mentioned above, we conducted X-ray CT measurement of all solid-state lithium ion battery under high pressure condition (up to 400MPa). To achieve high S/N ratio X-ray CT image under this high-pressure condition, we successfully developed a high-pressure X-ray CT cell in which the dew point is lower than -70℃ to prevent the corrosion of SE by water vapor. The multi-axial pressuring is achieved with Boron Nitride pressure medium.

The experimental results are as follows.

Figure 1 illustrates the cross-section view of ASB w/o pressure medium. Micro-scale clacks are generated at 35MPa. These clacks are generated by the crash of ASB with uni-axial compression. With the increase of pressure, the micro-scale clacks are disappeared. The gap between the side-wall and ASB is filled and side-pressure is induced, and the pressurizing is changed from uni-axial compression to multi-axial compression. The multi-axial compression flows the SE and AM in cross-sectional plane and the micro-scale clacks are disappeared.

Figure 2 illustrate the cross-sectional view of ASB with the pressure medium. In this case, the micro-scale clacks are not generated in any pressure. This finding suggests that the internal structure strongly depend on the pressurizing condition (uni-axial or multi-axial) and the uni-axial compression generates the micro-crack.

Figure 3 and 4 shows the thickness of Anode, Separator, and Cathode measured by the CT scan as a function of the applied pressure. In the case w/o pressure medium (Fig.3), the total thickness decreases by 20% from 0MPa to 35MPa due to the uni-axial compression with generating the micro-scale clacks. From 35MPa to 100MPa, the thickness decreases slightly by the refilling the clacks with the flow of the SE and AM. After the refilling, the thickness is not changed over 100MPa. In the case with pressure medium (Fig.4), contrast to the w/o pressure medium case, the compression amount is very small and is only -5%.

From these experimental results, following conclusions can be drawn.

The uni-axial compression clashes the battery structure and micro-scale clacks are generated. This micro-scale clack is refilled by solid electrolyte and active material with the increase of the applied pressure to 100MPa. The clack is not generated at 0MPa-400MPa when the compression is multi-axial compression and the decrease of the thickness is smaller than that with uni-axial compression.

Figure 1

<p></p>

DOI： 10.1149/ma2019-02/7/705

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/MA2019-02/7/705/pdf
Ink Degradation and Its Effects on the Crack Formation of Fuel Cell Catalyst Layers

Suguru Uemura, Toshihiko Yoshida, Maito Koga, Hidetoshi Matsumoto, Xiaoqi Yang, Kazuhiko Shinohara, Takashi Sasabe, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 166 ( 2 ) F89 - F92 2019年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0411902jes

Web of Science

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Analysis of PEFC Gas Transport by Combination of X-Ray Radiography and Numerical Simulation

Naito, Hiroshi, Kawamura, Katsuyuki, Sakai, Katsunori, Sasabe, Takashi, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 92 ( 8 ) 153 - 160 2019年

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In situ analysis of lithium-ion secondary battery using low-energy X-ray microscopy

UEMURA, Suguru, SASABE, Takashi, TABUCHI, Yuichiro, KURIHARA, Junko, JAO, Ting Chu, HIRAI, Shuichiro

Mechanical Engineering Letters 5 00452 - 00452 2019年

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Relation between degradation reaction and mixing at fuel cell catalyst ink fabrication process

S. Uemura, T. Sasabe, K. Sakai, K. Shinohara, S. Hirai

ECS Transactions 92 ( 8 ) 183 - 187 2019年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/09208.0183ecst

Scopus

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Three-Dimensional Numerical Coupling Simulation of Two-Phase Flow and Electrochemical Phenomena on Alkaline Water Electrolysis

Torii, Kenjiro, Kodama, Manabu, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 92 ( 8 ) 781 - 786 2019年

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Effect of PEFC Rib/Channel Width on Liquid Water Accumulation and Discharge by In-situ X-Ray Imaging

Komiyama, Takahiro, Sasabe, Takashi, Kawamura, Katsuyuki, Naito, Hiroshi, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 92 ( 8 ) 147 - 152 2019年

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PEFC触媒インク溶媒組成が構造及び性能に及ぼす影響

楊小奇, 笹部崇, 植村豪, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2019 0147 2019年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmeted.2019.0147

CiNii Research

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Oxygen concentration measurement in the porous cathode of a lithium-air battery using a fine optical fiber sensor

FUJIMOTO, Shogo, UEMURA, Suguru, IMANISHI, Nobuyuki, HIRAI, Shuichiro

Mechanical Engineering Letters 5 00095 - 00095 2019年

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Mechanical Engineering Letters

UEMURA, Suguru, SASABE, Takashi, TABUCHI, Yuichiro, KURIHARA, Junko, JAO, Ting Chu, HIRAI, Shuichiro

Mechanical Engineering Letters 5 00452 - 00452 2019年

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Investigation of effects of high temperature and pressure on a polymer electrolyte fuel cell with polarization analysis and X-ray imaging of liquid water

Akitomo, Fumiya, Sasabe, Takashi, Yoshida, Toshihiko, Naito, Hiroshi, Kawamura, Katsuyuki, Hirai, Shuichiro

Journal of Power Sources 431 205 - 209 2019年

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アルカリ水電解における気泡挙動とイオン輸送・反応の連成数値シミュレーション

梅原大輔, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 84 ( 865 ) 00040 - 00040 2018年

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Visualization of water adsorption/desorption phenomena in silica-gel particle by microfocus X-ray transmission imaging

UEMURA, Suguru, YASUDA, Keisuke, ITO, Yukihide, ITO, Mutsuhiro, HIRAI, Shuichiro

Mechanical Engineering Letters 4 00053 - 00053 2018年

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Visualization Study about Effects of Local Structure of Micro Porous Layer by X-Ray Radiography

Naito, Hiroshi, Yoshida, Toshihiko, Sasabe, Takashi, Kawamura, Katsuyuki, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 86 ( 13 ) 127 - 132 2018年

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Molecular diffusion and mobility characterization in ionomer/catalyst dispersions using nuclear magnetic resonance spectroscopy-imaging combined technique

Kameya, Yuki, Iriguchi, Norio, Yoshida, Toshihiko, Sasabe, Takashi, Hirai, Shuichiro

Colloid and Polymer Science 296 ( 11 ) 1817 - 1825 2018年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/s00396-018-4400-1

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その他リンク： http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00396-018-4400-1.pdf
水系リチウム空気電池正極構造が性能に及ぼす影響に関する研究

植村豪, 山下雄大, 平井秀一郎

年次大会 2018 J0310302 2018年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmemecj.2018.j0310302

CiNii Research

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Advanced X-ray visualization of fuel cell and lithium ion battery 査読

S. Hirai, H. Naito, T. Yoshida, T. Sasabe, K. Kawamura, S. Uemura

International Heat Transfer Conference 2018-August 265 - 275 2018年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Ink degradation phenomena and its impact on crack formation of fuel cell catalyst

S. Uemura, T. Yoshida, M. Koga, H. Matsumoto, K. Shinohara, S. Hirai

ECS Transactions 86 ( 13 ) 151 - 156 2018年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08613.0151ecst

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Communication—Investigation of catalyst ink degradation by X-ray CT

Suguru Uemura, Yuki Kameya, Norio Iriguchi, Toshihiko Yoshida, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

Journal of the Electrochemical Society 165 ( 3 ) F142 - F144 2018年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0411803jes

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Numerical simulation of heat pipe with verification of X-ray CT 査読

Suguru Uemura, Shozo Yoshimura, Takashi Imai, Shuichiro Hirai

International Heat Transfer Conference 2018-August 4543 - 4548 2018年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Investigation of Drying Process of Catalyst Ink for Polymer Electrolyte Fuel Cells by Grazing-Incidence X-Ray Scattering

Koga, Maito, Matsumoto, Hidetoshi, Tokita, Masatoshi, Masunaga, Hiroyasu, Hikima, Takaaki, Sugimori, Hidekazu, Sasabe, Takashi, Yoshida, Toshihiko, Shinohara, Kazuhiko, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 86 ( 13 ) 157 - 161 2018年

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Photocatalytic soot oxidation on TiO2 microstructured substrate

Yuki Kameya, Kenjiro Torii, Shuichiro Hirai, Massoud Kaviany

CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL 327 831 - 837 2017年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.cej.2017.06.094

Web of Science

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MRI and ¹H/¹⁹F NMR Investigation of Dispersion State of PEFC Catalyst Ink

Yuki Kameya, Norio Iriguchi, Maria Ohki, Kouji Yokoyama, Seiho Sugawara, Hidekazu Sugimori, Suguru Uemura, Takashi Sasabe, Toshihiko Yoshida, Shuichiro Hirai

ECS Meeting Abstracts MA2017-02 ( 35 ) 1554 - 1554 2017年9月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

The catalyst layer (CL) of polymer electrolyte fuel cell (PEFC) comprises catalyst particles, catalyst support (e.g., carbon particles), and proton-conductive ionomers. The CL plays a critical role in PEFC operation, and also the production process of CL is of significant importance in terms of the cell performance as well as the system cost. The decal method has been used in the commercial production of CL in membrane electrode assemblies, in which the catalyst ink is prepared by mixing catalyst particles and ionomer in the solvent, coated on a decal substrate, dried to form a particulate layer with a specified thickness, and transferred to a membrane via hot pressing [1,2]. Since the three-phase interface (catalyst-void-ionomer) is essential for the mass transport during the electrochemical reaction, it is desirable to control the microstructure of CL [3]. Therefore, the catalyst ink and its use in the decal process should be studied in detail.

We have developed a novel approach to investigate the characteristics of catalyst ink by using magnetic resonance imaging (MRI) combined with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy [4]. Although traditional NMR studies of ionomers have been reported [5,6], the detailed discussion regarding the spatial inhomogeneity of particles in catalyst ink and their dynamics during the drying process has been lacking. MRI enables us to visualize the spatial variations in the sample characteristics which cannot be accessed through other spectroscopy techniques [7]. In this study, we applied MRI and ¹H/¹⁹F NMR to the catalyst ink for the decal process for gaining an insight on the dispersion state of catalyst and ionomer.

Using the mixture of water and NPA as a dispersant, we prepared catalyst ink samples. We used platinum catalyst supported on carbon black (Pt/C) and Nafion dispersion D2020 (Chemours). Pre-mixing of catalyst ink was performed using ultrasonicaton to break large Pt/C agglomerates into smaller units. We then used a thin-film spin system high-speed mixer Filmix (Primix), which is designed for the production of slurries of nanometer-sized particles, in the main mixing process. Because Nafion works as a dispersant of Pt/C particles, the dispersion state of Nafion has an impact on the dispersibility of the Pt/C particles and eventually on the stability of catalyst ink. We conducted MRI/NMR measurements for the catalyst ink samples at each stage of preparation process to investigate changes in the dispersion state of Pt/C particles and Nafion.

We found a fully-mixed sample exhibited a MRI image with submillimeter fine contrast because air bubbles were mixed in the sample during the main mixing process. It was difficult to remove air bubbles from the sample only by leaving it at rest for several hours. This observation was supported by the rheology measurement of catalyst ink. Hence we needed to use a magnetic stirrer to effectively perform the degassing of catalyst ink after the main mixing process. The degassed state of catalyst ink was confirmed by MRI image and ¹H NMR spectrum. ¹⁹F NMR spectra showed remarkable changes concerning the peaks associated with the main and side chains of Nafion, which indicated the dispersion state of Nafion varied during the mixing process.

In the present work, we have demonstrated that our experimental approach can provide a unique capability to investigate the dispersion state of catalyst ink. It is expected that the catalyst ink and its drying process will be investigated to optimize the fabrication process of PEFC catalyst layer.

Acknowledgment:

This study is based on the results obtained from a project commissioned by the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).

References:

[1] H.J. Cho et al., Int. J. Hydrogen Energy 36 (2011) 12465.

[2] X. Liang et al., Fuel 139 (2015) 393.

[3] N. Zamel, J. Power Sources 309 (2016) 141.

[4] Y. Kameya et al., ECS Trans 75 (2016) 275.

[5] S. Ma et al., Solid State Ionics 178 (2007) 1568.

[6] C. Welch et al., ACS Macro Lett. 1 (2012) 1403.

[7] M.H. Levitt, “Spin dynamics” 2nd edition, Wiley (2008).

DOI： 10.1149/ma2017-02/35/1554

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/MA2017-02/35/1554/pdf
Performance degradation of PEMFC by sea salt aerosol contamination 査読

S. Uemura, M. Yamazaki, T. Yoshida, T. C. Jao, S. Hirai

ECS Transactions 80 ( 8 ) 651 - 655 2017年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08008.0651ecst

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Visualization of Liquid Water Distribution at Interfaces of PEFC by Using Parallel-Beam Soft X-ray Radiography

Naito, Hiroshi, Jao, Ting-Chu, Yoshida, Toshihiko, Sasabe, Takashi, Kawamura, Katsuyuki, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 80 ( 8 ) 425 - 431 2017年

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Nanostructural evolution during catalyst layer formation studied via cryo-electron microscopy 査読

Hidekazu Sugimori, Takeshi Terao, Yuri Nishino, Yoshiko Ito, Atsuo Miyazawa, Yuichi Konosu, Maito Koga, Hidetoshi Matsumoto, Suguru Uemura, Yuki Kameya, Takashi Sasabe, Toshihiko Yoshida, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 80 ( 8 ) 253 - 258 2017年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08008.0253ecst

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Nanostructural Evolution during Catalyst Layer Formation Studied via Cryo-electron Microscopy

Hidekazu Sugimori, Takeshi Terao, Yuri Nishino, Yoshiko Ito, Atsuo Miyazawa, Yuichi Konosu, Maito Koga, Hidetoshi Matsumoto, Suguru Uemura, Yuki Kameya, Takashi Sasabe, Toshihiko Yoshida, Kazuhiko Shinohara, Shuichiro Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 17 (PEFC 17) 80 ( 8 ) 253 - 258 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08008.0253ecst

Web of Science

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Effects of O-2 Concentration and Precipitates on the Lithium Air Battery

Suguru Uemura, Kosuke Torikai, Tomoaki Furuyama, Takashi Sasabe, Nobuyuki Imanishi, Shuichiro Hirai

BEYOND LI-ION BATTERIES 75 ( 22 ) 47 - 51 2017年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/07522.0047ecst

Web of Science

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Time-Resolved Nanostructural Analysis of Catalyst Layer Formation Process by Synchrotron X-ray Scattering

Konosu, Yuichi, Koga, Maito, Matsumoto, Hidetoshi, Tokita, Masatoshi, Masunaga, Hiroyasu, Hikima, Takaaki, Sugimori, Hidekazu, Yoshida, Toshihiko, Shinohara, Kazuhiko, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 80 ( 8 ) 269 - 273 2017年

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低温排熱利用改質器におけるマイクロチャンネル内メタノール水溶液の相変化現象

植村豪, 深井勝行, 田畑恵良, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 83 ( 846 ) 00399 - 00399 2017年

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Time lapse visualization of catalyst ink degradation by x-ray CT

S. Uemura, Y. Kameya, N. Iriguchi, T. Yoshida, S. Hirai

ECS Transactions 80 ( 8 ) 403 - 407 2017年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08008.0403ecst

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MRI and ¹H/⁹F NMR investigation of dispersion state of PEFC catalyst ink

Y. Kameya, N. Iriguchi, M. Ohki, K. Yokoyama, S. Sugawara, H. Sugimori, S. Uemura, T. Sasabe, T. Yoshida, S. Hirai

ECS Transactions 80 ( 8 ) 819 - 827 2017年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/08008.0819ecst

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電解液内におけるイオン輸送現象のMRIタギング計測

吉村昇三, 吉田利彦, 植村豪, 入口紀男, 亀谷雄樹, 平井秀一郎

年次大会 2017 J0620105 2017年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmemecj.2017.j0620105

CiNii Research

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微細ファイバーセンサーを用いたリチウム空気電池正極多孔質内の酸素濃度計測

藤本翔悟, 植村豪, 今西誠之, 平井秀一郎

年次大会 2017 J0620104 2017年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmemecj.2017.j0620104

CiNii Research

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Investigation of porous structure formation of catalyst layers for proton exchange membrane fuel cells and their effect on cell performance

Takahiro Suzuki, Hiroki Tanaka, Masanori Hayase, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 41 ( 44 ) 20326 - 20335 2016年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2016.09.078

Web of Science

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Injection of nanosized CO2 droplets as a technique for stable geological sequestration

Suguru Uemura, Yohei Matsui, Fumiya Kondo, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF GREENHOUSE GAS CONTROL 45 62 - 69 2016年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijggc.2015.12.011

Web of Science

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高電場中におけるリチウム空気電池電解液の分子動力学解析

植村豪, 落合譲司, 河村雄行, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 82 ( 837 ) 00643 - 00643 2016年

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Non-Destructive Optical Measurement of Oxygen Concentration on PEFC Catalyst layer

Suguru Uemura, Toshihiko Yoshida, Ting-Chu Jao, Takashi Sasabe, Shuichiro Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 16 (PEFC 16) 75 ( 14 ) 355 - 359 2016年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/07514.0355ecst

Web of Science

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ヒートパイプ効率向上を目指した水滴の動的濡れ現象の解析

アディサクパーニシャキツパポップ, 植村豪, 笹部崇, 河村雄行, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2016 A122 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmeted.2016.a122

CiNii Research

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Temperature and Humidification Effect on Mass Transfer of PEMFC via EIS and Soft X-ray Measurement

T. -C. Jao, T. Sasabe, S. Uemura, T. Yoshida, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 16 (PEFC 16) 75 ( 14 ) 179 - 188 2016年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/07514.0179ecst

Web of Science

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MRI Investigation of Local Diffusion Phenomena in PEFC Catalyst Ink

Y. Kameya, N. Iriguchi, S. Uemura, T. Sasabe, T. Yoshida, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 16 (PEFC 16) 75 ( 14 ) 275 - 280 2016年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/07514.0275ecst

Web of Science

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Time-Resolved Nanostructural Analysis of Thin-Film Formation Process from Nafion Solution by Synchrotron X-ray Scattering

Y. Konosu, H. Masunaga, T. Hikima, M. Tokita, H. Matsumoto, T. Sasabe, T. Yoshida, K. Shinohara, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 16 (PEFC 16) 75 ( 14 ) 637 - 642 2016年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/07514.0637ecst

Web of Science

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微細ファイバセンサーによる PEFC 触媒層表面酸素濃度の光学計測

植村豪, 吉田利彦, 饒庭竹, 笹部崇, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2016 B125 2016年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmeted.2016.b125

CiNii Research

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Investigation of gas generation in regenerative fuel cells by low-energy X-rays

Omer Faruk Selamet, Phengxay Deevanhxay, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 296 133 - 141 2015年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2015.07.043

Web of Science

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In Situ X‐ray Visualization of the Lithiation Process in a Porous Graphite Electrode in an Operating Li‐Ion Cell

Tsushima, Shohji, Hung, Weihao, Deevanhxay, Phengxay, Kobayashi, Genki, Kanno, Ryoji, Hirai, Shuichiro

ChemElectroChem 2 ( 10 ) 1535 - 1540 2015年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/celc.201500141

Web of Science

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In-situ Three-dimensional Visualization of Precipitation Behavior in a Porous Air Electrode for Aqueous Lithium-air Battery

Suguru Uemura, Tomoaki Furuyama, Tetsutaro Masuda, Shoji Tsushima, Nobuyuki Imanishi, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMISTRY 83 ( 10 ) 831 - 833 2015年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.5796/electrochemistry.83.831

Web of Science

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Analysis of so₂ Contamination Effects on PEFC Performance and Water Distribution By in-Situ Soft X-Ray Microscopy

Takashi Sasabe, Ting-Chu Jao, Takahiro Yamaguchi, Suguru Uemura, Shuichiro Hirai

ECS Meeting Abstracts MA2015-02 ( 37 ) 1360 - 1360 2015年7月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Electrochemical Society

Durability is a major hindrance to the mass commercialization of polymer electrolyte fuel cell (PEFC) combined heat and power (CHP) systems and is adversely affected by contaminants. Fuel and air contaminants are major sources of contamination, and these contaminants cause performance degradation and irreversible damage to PEFCs. The performance degradation is manifested as kinetic, ohmic, and mass transfer losses. The most devastating consequence of fuel and air impurities in PEFCs is manifested as kinetic loss, and catalyst poisoning is the main cause of this phenomenon. The catalyst poisoning occurs when impurities adsorb on the surface of Platinum catalyst and blocks the active site of the catalyst. Ambient air is the most practical source of oxygen for PEFCs, but impurities in air can severely degrade PEFC performance, and the Sulfur contaminants, such as SOx, are the most detrimental to PEFCs [1]. From this background, extensive number of research for understanding and mitigating the catalyst poisoning has been carried out.

The bipolar plate has the rib and the channel geometry in order to make electron transport pass to current collectors, to supply enough oxygen to the reaction site, and to remove water from the cathode catalyst layer (CL) to gas channels, and the transport of contaminants to the catalyst site is not uniform. Therefore, current density distribution in the rib/channel direction might be affected by the contamination, and the increase of local current density leads to water flooding in the CL. However, there are limited studies on the impacts of contamination distribution on current density distribution and mass transport loss.

In this study, we focused on the influence of Sulfur dioxide (SO₂) contamination on the cell performance. To clarify the effect of SO₂contamination on the performance distribution, change of the liquid water distribution within the membrane electrode assembly (MEA) was quantitatively visualized by in-situ soft X-ray imaging technique, and the change of electrochemical surface area (ECSA) was evaluated.

Figure 1 shows the change of cell voltage at the current density of 1.0 A/cm² during continuous injection of SO₂. The cell temperature was 80 deg.C, and the relative humidity was 80%. High purity H₂ was used for the anode feed, and 1 ppm SO₂/Air was used for the cathode feed. Severe voltage decay caused by SO₂ was observed. Figure 2 shows the change of cyclic voltammograms (CV), and significant decrease of the H-adsorption/desorption currents were clearly observed. Figure 3 shows the results of the soft X-ray imaging. Fig. 3(a) shows the original image, and the cell structure was clearly visualized. Fig. 3(b) and Fig. 3(c) show the water extracted images before and during SO₂ injection, respectively. Before SO₂injection, liquid water accumulates under the rib area, and the decrease of liquid water under the rib near the channel was observed. In addition, slight increase of liquid water at the center part of the rib was also observed. These results suggest that the catalyst under the channel area is deactivated, and the catalyst under the rib is mainly used for power generation. It might affect the mass transport loss and becomes more important under high current density operation.

Reference:

[1] Yoshiki Nagahara, Seiho Sugawara, Kazuhiko Shinohara, The impact of air contaminants on PEMFC performance and durability, J. Power Sources, 182, 422-428 (2008)

<p></p>

Figure 1

<p></p>

DOI： 10.1149/ma2015-02/37/1360

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その他リンク： https://iopscience.iop.org/article/10.1149/MA2015-02/37/1360/pdf
Impacts of channel wettability and flow direction on liquid water transport in the serpentine flow field of a polymer electrolyte fuel cell

Kosuke Nishida, Ryo Taniguchi, Yugo Ishizaki, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 275 447 - 457 2015年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2014.11.059

Web of Science

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An overview of cracks and interfacial voids in membrane electrode assemblies in polymer electrolyte fuel cells

Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 10 ( 1 ) JTST0002 - JTST0002 2015年

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記述言語：英語

DOI： 10.1299/jtst.2015jtst0002

Web of Science

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MD を用いたリチウム空気電池電解液の分子挙動解析

植村豪, 落合譲司, 河村雄行, 平井秀一郎

Journal of Computer Chemistry, Japan 14 ( 5 ) 164 - 171 2015年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.2477/jccj.2015-0019

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Hydrophobic Gas-Diffusion Media for Polymer-Electrolyte Fuel Cells by Direct Fluorination

Trung Van Nguyen, Azita Ahosseini, Xuhai Wang, Venkata Yarlagadda, Anthony Kwong, Adam Z. Weber, Phengxay Deevanhxay, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 162 ( 14 ) F1451 - F1460 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0411514jes

Web of Science

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軟 X 線ラジオグラフィーを用いた水加ヒドラジンを燃料とするアニオン形燃料電池のその場可視化

坂本友和, 朝澤浩一郎, 津島将司, 平井秀一郎, 田中裕久

自動車技術会論文集 46 ( 3 ) 621 - 626 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：自動車技術会

CiNii Books

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三相屈折率マッチングによる原油増進回収挙動のリアルタイム可視化

植村豪, 小池史明, 津島将司, 平井秀一郎

石油技術協会誌 80 ( 3 ) 187 - 194 2015年

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記述言語：日本語出版者・発行元：石油技術協会

CiNii Books

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Visualization of precipitation behavior in an aqueous lithium-air battery electrode by a soft X-ray CT

T. Masuda, S. Uemura, S. Tsushima, N. Imanishi, S. Hirai

ECS Transactions 64 ( 19 ) 47 - 62 2015年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/06419.0047ecst

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水系リチウム空気電池の多孔質電極内固相析出 in-situ 三次元可視化

UEMURA, Suguru, FURUYAMA, Tomoaki, MASUDA, Tetsutaro, TSUSHIMA, Shoji, IMANISHI, Nobuyuki, HIRAI, Shuichiro

Electrochemistry 83 ( 10 ) 831 - 833 2015年

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MIGRATION AND TRAPPING PHENOMENA OF BUOYANCY-DRIVEN CO2 IN WATER-SATURATED POROUS MEDIA USING LATTICE BOLTZMANN METHOD

Suguru Uemura, Atsuto Noda, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POROUS MEDIA 18 ( 1 ) 79 - 88 2015年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1615/JPorMedia.v18.i1.70

Web of Science

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Reaction and mass transport simulations by LBM in electrolyte of aqueous lithium-air battery

K. Shibata, S. Uemura, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 64 ( 19 ) 39 - 46 2015年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/06419.0039ecst

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Oblique Soft X-Ray Tomography as a Non-Destructive Method for Morphology Diagnostics in Degradation of Proton-Exchange Membrane Fuel Cell

Phengxay Deevanhxay, Takashi Sasabe, Katsunori Minami, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHIMICA ACTA 135 68 - 76 2014年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.electacta.2014.04.144

Web of Science

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In-situ visualization of N-2 evolution in operating direct hydrazine hydrate fuel cell by soft X-ray radiography

Tomokazu Sakamoto, Phengxay Deevanhxay, Koichiro Asazawa, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai, Hirohisa Tanaka

JOURNAL OF POWER SOURCES 252 35 - 42 2014年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2013.11.108

Web of Science

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Analysis of Molecular Dynamics of CO2/Oil DissolutionPhenomena in Enhanced Oil Recovery

UEMURA, Suguru, ODERA, Atsushi, TSUSHIMA, Shohji, KAWAMURA, Katsuyuki, HIRAI, Shuichiro

Journal of Computer Chemistry, Japan 13 ( 3 ) 196 - 198 2014年

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CO<inf>2</inf> trapping phenomena in porous media of geological storage by Lattice Boltzmann method 査読

Suguru Uemura, Atsuto Noda, Shohji Tushima, Shuichiro Hirai

Proceedings of the 15th International Heat Transfer Conference, IHTC 2014 2014年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Efficient utilization of the electrodes in a redox flow battery by modifying flow field and electrode morphology

Tsushima, Shohji, Kondo, Fumiya, Sasaki, Sho, Hirai, Shuichiro

International Heat Transfer Conference Digital Library 2014年

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原油増進回収における CO 2/油系溶解現象の分子動力学解析

植村豪, 小寺厚, 津島将司, 河村雄行, 平井秀一郎

Journal of Computer Chemistry, Japan 13 ( 3 ) 196 - 198 2014年

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In situ Soft X-ray Visualization of Liquid Water distribution in a PEMFC with VGCF-Modified MPL

T. -C. Jao, T. Sasabe, P. Deevanhxay, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 14 64 ( 3 ) 829 - 838 2014年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/06403.0829ecst

Web of Science

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Visualization of O-2 on Aqueous Li-air Battery by Using Microfocus X-ray CT

S. Uemura, S. Tsushima, N. Imanishi, S. Hirai

BATTERY CHEMISTRIES BEYOND LITHIUM ION 58 ( 12 ) 15 - 20 2014年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05812.0015ecst

Web of Science

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Effects of Channel Structure and Wettability on Liquid Water Transport in the Cathode of a Polymer Electrolyte Fuel Cell

Yugo Ishizaki, Kosuke Nishida, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 40 ( 4 ) 320 - 326 2014年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1252/kakoronbunshu.40.320

Web of Science

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Cross-Sectional Visualization of Liquid Water Behavior and Evaluation of Wettability Effect in Cathode Channel of an Operating PEFC

K. Nishida, T. Muranishi, Y. Ishizaki, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 14 64 ( 3 ) 853 - 862 2014年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/06403.0853ecst

Web of Science

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固体高分子形燃料電池の流路構造および壁面濡れ性がカソード内液水輸送に与える影響

石崎勇吾, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

化学工学論文集 40 ( 4 ) 320 - 326 2014年

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軟 X 線イメージングによる PEFC 内液水挙動の可視化技術 (特集燃料電池: 燃料電池の未来)

津島将司, 平井秀一郎

Journal of the Japan Institute of Energy= 日本エネルギー学会誌 93 ( 1 ) 29 - 34 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

In this review, development of soft X-ray radiography is described as a diagnostic tool to elucidate liquid water transport in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEFCs). Soft X-ray radiography allows liquid water detection with high sensitivity. The combination of soft X-ray radiography and special designed fuel cell made the observation of liquid water in PEFC at micro scale possible. Diagnostic of through-plane liquid water distribution and liquid water transport paths in gas diffusion layer with microporous layer was demonstrated. In addition, investigation on the effect of liquid water distribution on cell performance at practical operating temperature was also presented. Soft X-ray radiography has great potential in observation of liquid water in PEFC at high spatial and temporal resolution.

CiNii Books

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Use of Carbon Dioxide in Enhanced Oil Recovery and Carbon Capture and Sequestration

Uemura, Suguru, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Green Carbon Dioxide: Advances in CO2 Utilization 287 - 300 2014年

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Accuracy of equilibrium magnetization mapping in sliced two‐dimensional spoiled gradient‐recalled echo pulse sequence with variable flip angle

Kuribayashi, Hideto, Sekino, Masaki, Minowa, Takuya, Maitani, Yoshie, Ohsaki, Hiroyuki, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Ueda, Masayuki, Katayama, Yasuo

Journal of Magnetic Resonance Imaging 38 ( 5 ) 1245 - 1250 2013年11月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/jmri.24023

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PubMed

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Effect of liquid water distribution in gas diffusion media with and without microporous layer on PEM fuel cell performance

Phengxay Deevanhxay, Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS 34 239 - 241 2013年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.elecom.2013.07.001

Web of Science

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Quantitative estimation of water vapor distribution in low-humidity proton exchange membrane fuel cell using humidity test paper

Kosuke Nishida, Yoma Yokoi, Masaya Asa, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 234 111 - 118 2013年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2013.01.160

Web of Science

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Observation of dynamic liquid water transport in the microporous layer and gas diffusion layer of an operating PEM fuel cell by high-resolution soft X-ray radiography

Phengxay Deevanhxay, Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 230 38 - 43 2013年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2012.11.140

Web of Science

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Crack generation in catalyst layer and micro porous layer by wet-dry cycles and its impact on PEMFC performance 査読

Y. Matsui, T. Suzuki, P. Deevanhxay, S. Tsushima, S. Hirai

ASME 2013 11th Int. Conf. on Fuel Cell Science, Eng. and Technology Collocated with the ASME 2013 Heat Transfer Summer Conf. and the ASME 2013 7th Int. Conf. on Energy Sustainability, FUELCELL 2013 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1115/FuelCell2013-18099

Scopus

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Measurement of buoyancy driven CO<inf>2</inf> in a porous media by x-ray computed tomography 査読

Suguru Uemura, Yudai Suzuki, Ryoto Kataoka, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 79 ( 806 ) 2275 - 2288 2013年

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/kikaib.79.2275

Scopus

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Effects of channel structure and wettability on liquid water transport in cathode of PEFC

Y. Ishizaki, R. Taniguchi, K. Nishida, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 50 ( 2 ) 375 - 384 2013年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05002.0375ecst

Scopus

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Measurements of water vapor and current distributions and prediction of water crossover in PEMFC under low-humidity conditions

K. Nishida, M. Asa, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 50 ( 2 ) 279 - 289 2013年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05002.0279ecst

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Effect of perforation structure of cathode GDL on liquid water removal in PEFC

G. Okuhata, T. Tonoike, K. Nishida, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 58 ( 1 ) 1047 - 1057 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）出版者・発行元：Electrochemical Society Inc.

DOI： 10.1149/05801.1047ecst

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Investigation of liquid water accumulation in operating PEM fuel cells with/without MPL and its effect on cell performance

P. Deevanhxay, T. Sasabe, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 13 (PEFC 13) 58 ( 1 ) 337 - 344 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05801.0337ecst

Web of Science

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PERFORMANCE IMPROVEMENT IN REDOX FLOW BATTERY WITH FLOW-THROUGH CHANNEL GEOMETRY 査読

Shohji Tsushima, Sho Sasaki, Takahiro Suzuki, Phengxay Deevanhxay, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE 11TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON NANOCHANNELS, MICROCHANNELS, AND MINICHANNELS, 2013 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Visualization of Liquid Water Accumulation in PEMFCs Operating at Different Temperatures by Soft X-ray Radiography

Deevanhxay, Phengxay, Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 50 ( 2 ) 335 - 341 2013年

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原油増進回収における CO2/油系溶解現象の分子動力学解析

植村豪, 小寺厚, 津島将司, 河村雄行, 平井秀一郎

Journal of Computer Chemistry, Japan 12 ( 4 ) 222 - 229 2013年

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記述言語：日本語出版者・発行元：Society of Computer Chemistry, Japan

CO₂を用いた原油増進回収(Enhanced Oil Recovery, EOR)は，原油が取り残された油田にCO₂を圧入することで原油回収率を高める技術であり，原油の増産と同時に二酸化炭素の隔離が可能な技術として，近年注目されている．EORでは油田中に圧入されたCO₂が残存油に溶解することで，粘性低下，体積膨張など，油の物理化学的性状が変化し，原油回収率が高まるとされている．油へのCO₂の溶解が原油回収率の向上と密接に関係していると考えられるものの，CO₂の溶解に関するメカニズムは未だ解明されていない．このため，本研究では油へのCO₂の溶解に関して分子論的な知見を得ることを目的とし，分子動力学シミュレーションを行った．単成分系を仮定した油(シクロヘキサン，C₆H₁₂)を用い，CO₂が溶解した平衡状態において解析を行い，さらに分子間相互作用の一つであるクーロン相互作用が溶解現象に及ぼす影響についても考察した．その結果，油に対してCO₂がクラスター構造を伴って溶解していることを示した．

DOI： 10.2477/jccj.2013-0017

CiNii Books

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その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/10027242369?from=CiNii
Microscopic Analysis of Interlayer Structure and Oxygen Transport Behaviors in Porous Electrode in PEMFC

T. Suzuki, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 13 (PEFC 13) 58 ( 1 ) 489 - 494 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05801.0489ecst

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多孔質内浮力駆動 CO2 の X 線 CT 計測

植村豪, 鈴木雄大, 片岡亮人, 津島将司, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 79 ( 806 ) 2275 - 2288 2013年

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Effects of Channel Structure and Wettability on Liquid Water Transport in Cathode of PEFC

Ishizaki, Yugo, Taniguchi, Ryo, Nishida, Kosuke, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 50 ( 2 ) 375 - 384 2013年

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Structural Control and Evaluation of PEMFC Catalyst Layers by Blending Platinum-Supported/Stand-Alone Carbon Black

Suzuki, Takahiro, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 50 ( 2 ) 1467 - 1473 2013年

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In Situ Water Distribution Visualization in MEA by Soft X-ray Radiography

Tsushima, Shohji, Deevanhxay, Phengxay, Sasabe, Takashi, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 50 ( 2 ) 327 - 333 2013年

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Visualization of gas bubble behavior of a Regenerative fuel cell in electrolysis mode by soft X-ray radiography

O. F. Selamet, P. Deevanhxay, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 58 ( 1 ) 353 - 360 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）出版者・発行元：Electrochemical Society Inc.

DOI： 10.1149/05801.0353ecst

Scopus

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Measurements of Water Vapor and Current Distributions and Prediction of Water Crossover in PEMFC under Low-Humidity Conditions

Nishida, Kosuke, Asa, Masaya, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 50 ( 2 ) 279 - 289 2013年

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Separation analysis of electro-osmosis and diffusion of water in electrolyte membrane of PEMFC under low-humidity operation

K. Nishida, T. Hosotani, M. Asa, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 58 ( 1 ) 621 - 630 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）出版者・発行元：Electrochemical Society Inc.

DOI： 10.1149/05801.0621ecst

Scopus

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High-Resolution X-Ray Computed Tomography of Liquid CO2 Permeation in Water-Saturated Sandstone

Suguru Uemura, Ryoto Kataoka, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 8 ( 1 ) 152 - 164 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/jtst.8.152

Web of Science

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Fabrication and performance evaluation of structurally-controlled PEMFC catalyst layers by blending platinum-supported and stand-alone carbon black

Takahiro Suzuki, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Journal of Power Sources 233 269 - 276 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2013.01.092

Scopus

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Nanosized CO2 droplets injection for stable geological storage

Suguru Uemura, Yohei Matsui, Atsuto Noda, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Energy Procedia 37 5596 - 5600 2013年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）出版者・発行元：Elsevier Ltd

DOI： 10.1016/j.egypro.2013.06.481

Scopus

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Investigation on Effect of PTFE Treatment on GDL Micro-structure by High-resolution X-ray CT

Sasabe, Takashi, Inoue, Gen, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Tokumasu, Takashi, Pasaogullari, Ugur

ECS Transactions 50 ( 2 ) 735 - 744 2013年

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In situ diagnostic of liquid water distribution in cathode catalyst layer in an operating PEMFC by high-resolution soft X-ray radiography

Phengxay Deevanhxay, Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS 22 33 - 36 2012年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.elecom.2012.05.028

Web of Science

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Detection of water vapor in cathode gas diffusion layer of polymer electrolyte fuel cell using water sensitive paper

Kosuke Nishida, Motoyuki Ishii, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 199 155 - 160 2012年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2011.10.026

Web of Science

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Visualization of CO2 geological storage by using a microfocus X-ray CT

UEMURA, Suguru, TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

Journal of the Visualization Society of Japan 32 ( 126 ) 2012年

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Influence of SO2 Concentration and Relative Humidity on Electrode Poisoning in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

Shohji Tsushima, Keisuke Kaneko, Hiroyuki Morioka, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 7 ( 4 ) 619 - 632 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/jtst.7.619

Web of Science

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マイクロフォーカス X 線 CT を用いた多孔質内 CO2 浸透挙動の可視化解析

植村豪, 深堀大地, 津島将司, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 78 ( 785 ) 74 - 82 2012年

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マイクロフォーカス X 線 CT による CO 2 地中隔離の可視化解析

植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

可視化情報学会誌 32 ( 126 ) 2012年

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マイクロフォーカス X 線 CT による CO 地中隔離の可視化解析 (特集混相流)

植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

可視化情報学会誌 32 ( 126 ) 98 - 03 2012年

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G124 CCS における浮力駆動 CO_2 の数値解析 (OS-9: エネルギー・CO_2 削減 (2))

岩本祐樹, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012 211 - 212 2012年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

DOI： 10.1299/jsmeted.2012.211

CiNii Research

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Visualization and analysis of CO 2 permeation process in a porous media by microfocus X-ray computed tomography 査読

Suguru Uemura, Daichi Fukabori, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 78 ( 785 ) 74 - 82 2012年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/kikaib.78.74

Scopus

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SOFT X-RAY INVESTIGATION ON THE EFFECT OF MICROSTRUCTURE OF PEMFC POROUS LAYERS ON LIQUID WATER TRANSPORT 査読

Takashi Sasabe, Phengxay Deevanhxay, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 2011 163 - 169 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Structural control and evaluation of PEMFC catalyst layers by blending platinum-supported/stand-alone carbon black 査読

T. Suzuki, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 50 ( 2 ) 1467 - 1473 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/05002.1467ecst

Scopus

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EFFECTS OF WETTABILITY AND FLOW DIRECTION OF CATHODE CHANNEL ON PLUGGING PHENOMENON IN POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL 査読

Ryo Taniguchi, Kosuke Nishida, Hisashi Kamada, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME 9TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 2011 181 - 186 2012年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Investigation on the effect of microstructure of proton exchange membrane fuel cell porous layers on liquid water behavior by soft X-ray radiography

Takashi Sasabe, Phengxay Deevanhxay, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 196 ( 20 ) 8197 - 8206 2011年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2011.05.045

Web of Science

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Effects of Nafion (R) ionomer and carbon particles on structure formation in a proton-exchange membrane fuel cell catalyst layer fabricated by the decal-transfer method

Takahiro Suzuki, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 36 ( 19 ) 12361 - 12369 2011年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2011.06.090

Web of Science

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Investigation of water accumulation and discharge behaviors with variation of current density in PEMFC by high-resolution soft X-ray radiography

Phengxay Deevanhxay, Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 36 ( 17 ) 10901 - 10907 2011年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2011.05.160

Web of Science

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Soft X-ray visualization of the liquid water transport within the cracks of micro porous layer in PEMFC

Takashi Sasabe, Phengxay Deevanhxay, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS 13 ( 6 ) 638 - 641 2011年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.elecom.2011.03.033

Web of Science

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Measurement of water content distribution in catalyst coated membranes under water permeation conditions by magnetic resonance imaging

Takahiro Suzuki, Yuichiro Tabuchi, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 36 ( 9 ) 5479 - 5486 2011年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2011.01.162

Web of Science

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In situ diagnostics for water transport in proton exchange membrane fuel cells

Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE 37 ( 2 ) 204 - 220 2011年4月

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記述言語：英語

DOI： 10.1016/j.pecs.2010.06.001

Web of Science

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Analysis of in situ water transport in Nafion (R) by confocal micro-Raman spectroscopy

Yuichiro Tabuchi, Rei Ito, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF POWER SOURCES 196 ( 2 ) 652 - 658 2011年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2010.07.078

Web of Science

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MEASUREMENT OF WATER, TEMPERATURE AND CURRENT DISTRIBUTIONS IN ANODE OF POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL DURING LOW HUMIDITY OPERATION 査読

Kosuke Nishida, Yoma Yokoi, Kazumasa Umeda, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 2 475 - + 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Experiment on liquid and supercritical CO2 distribution using micro-focus X-ray CT for estimation of geological storage

Suguru Uemura, Ryoto Kataoka, Daichi Fukabori, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

10TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON GREENHOUSE GAS CONTROL TECHNOLOGIES 4 5102 - 5107 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1016/j.egypro.2011.02.485

Web of Science

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SIGNIFICANCE OF MICRO-SCALE MASS TRANSPORT PHENOMENA ON FUEL CELLS AND CO2 SEQUESTRATION 査読

Shuichiro Hirai, Shohji Tsushima, Suguru Uemura

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 3 731 - 738 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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INVESTIGATION OF LIQUID WATER BEHAVIORS IN CARBON PAPER GDL FOR PEMFCS BY SOFT X-RAY RADIOGRAPHY 査読

Shohji Tsushima, Takashi Sasabe, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME 8TH THERMAL ENGINEERING JOINT CONFERENCE 2011, VOL 2 437 - 441 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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PEFCカソード側におけるガス拡散層の構造設計と水分排出促進に関する研究

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2011 156 - 156 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）においては，発電性能低下の要因の一つとしてカソード電極での「フラッディング現象」がある．この問題を解決するためには，カソード側ガス拡散層（GDL）内での排水性の向上が必要不可欠であり，そのための最適なGDLの構造設計は重要となる．そこで本研究では，水分排出促進のための貫通孔を有するカソードGDL構造を提案し，発電性能試験によりその効果を実施する．その上で，フラッディング抑制のためのGDL構造の最適化を図る．

DOI： 10.11368/nhts.2011.0.156.0

CiNii Research

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CO2の液体溶解現象に関する分子動力学シミュレーション

小寺厚, 平井秀一郎, 植村豪, 津島将司, 河村雄行

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2011 123 - 123 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

CO2を用いた原油増進回収(EOR)において，CO2の油への溶解に関する理解は重要である．本論文では溶解現象の基礎的理解を背景とし，CO2が液体に溶解している状態を分子動力学法を用いてシミュレーションし，溶解現象を構造的に捉えることに試みた．液体として水を用いたシミュレーションでは，CO2の周りの水分子の位置，及びH原子O原子の位置それぞれに注目して構造の特徴を考察した．また，当シミュレーション結果から，溶解度が規定される理由についても考察した．

DOI： 10.11368/nhts.2011.0.123.0

CiNii Research

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高圧下での密度・濃度の計測に基づく超臨界CO2の油への溶解現象

平井秀一郎, 伊藤礼, 植村豪, 津島将司, 原田亮

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2011 8 - 8 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

原油増進回収 (EOR: Enhanced Oil Recovery)は，二酸化炭素(CO2)や水などを油田に圧入し，原油の生産率を高める高次回収法である．その中でもCO2 を用いたCO2EOR は原油の生産と同時に地下油田にCO2 を隔離できるため，エネルギー環境の観点からも期待されている．本研究は油としてデカンを用い，超臨界CO2がデカンへ溶解する物質輸送現象を，高圧化で密度と濃度を直接測定する方法を開発することにより，明らかにした。

DOI： 10.11368/nhts.2011.0.8.0

CiNii Research

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PEFCカソード流路の濡れ性が液水の排出挙動に及ぼす影響

谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2011 270 - 270 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）では，カソード流路内での凝縮水の滞留による酸素の供給阻害が発電性能低下の要因となる．この問題を解決するには，水分排出促進のための適切なカソード流路設計を行う必要があり，実験的にカソード側セパレータの流路特性が水分輸送現象に与える影響を把握することが重要である．そこで本研究では，PEFCカソード流路内における水分状態を可視化観察及び差圧計測により評価し，セパレータ流路の濡れ性やガスの流れ方向が液水の排出挙動に及ぼす影響を明らかにする．

DOI： 10.11368/nhts.2011.0.270.0

CiNii Research

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CO2地中隔離における浮力駆動多孔質内流動のX線CT計測

植村豪, 片岡亮人, 鈴木雄大, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2011 32 - 32 2011年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

温室効果ガス削減に有効な手法として，帯水層へのCO2地中隔離が注目されている．砂岩多孔質構造中における水-CO2の二相流動現象や浮力によるCO2上昇過程などは詳細に解明されておらず，地中隔離を実施する上で必要不可欠な貯留安定性の評価や貯留量推定のために，砂岩内CO2流動メカニズムに関する基礎的な知見が求められている．本研究では水飽和させた多孔質内中を浮力によって上昇する疎水性流体の挙動を，X線CTを用いて観察した．

DOI： 10.11368/nhts.2011.0.32.0

CiNii Research

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氷点下起動時における固体高分子形燃料電池カソード電極内の水分凍結挙動の可視化計測

西田耕介, 伊藤寛和, 津島将司, 平井秀一郎

化学工学論文集 37 ( 1 ) 57 - 63 2011年

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In-situ Visualization of Water in an Operating PEFC by Magnetic Resonance Imaging and Soft X-ray Radiography

TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

Journal of the Visualization Society of Japan 31 ( 123 ) 144 - 148 2011年

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Investigation of water-molecule network in hydrated polymer electrolyte membranes by Raman Spectroscopy: Effect of polymer structure and cation impregnation

S. Tsushima, Y. Iwamoto, A. Horai, Y. Tabuchi, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 11 41 ( 1 ) 1407 - 1411 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3635671

Web of Science

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Visualization Measurement of Water Freezing in the Cathode of a Polymer Electrolyte Fuel Cell during Cold Startup

Kosuke Nishida, Hirokazu Ito, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 37 ( 1 ) 57 - 63 2011年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Liquid Water Visualization in Cathode Catalyst Layer of PEMFC by Soft X-ray Radiography

P. Deevanhxay, T. Sasabe, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 11 41 ( 1 ) 403 - 408 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3635574

Web of Science

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Pore Structure and Cell Performance Analysis of PEMFC Catalyst Layers Fabricated by Decal Transfer Method with Variation of Hot Pressing Pressure

T. Suzuki, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 11 41 ( 1 ) 909 - 914 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3635625

Web of Science

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Image Measurement of Water Droplets in Cathode of PEFC Based on Background Subtraction Method

K. Nishida, S. Tanaka, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 11 41 ( 1 ) 419 - 428 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3635576

Web of Science

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Effects of a Microporous Layer and the Gas Flow Configuration on Through-Plane Water Transport in a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell

Fujii, Yoshinobu, Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Journal of Thermal Science and Technology 6 ( 3 ) 475 - 485 2011年

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記述言語：英語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers and The Heat Transfer Society of Japan

We investigated the effects of the microporous layer (MPL) and the gas flow configuration on water transport in an operating polymer electrolyte membrane fuel cell by means of tunable diode-laser absorption spectroscopy (TDLAS). TDLAS, which permits optical remote sensing of the distribution of the water vapor concentration along a channel, was used to examine local through-plane water transport across the membrane electrode assembly (MEA). TDLAS observations showed that an MPL at the cathode side enhances back-transport of water generated at the cathode to the anode under conditions of low relative humidity in both co-flow and counter-flow configurations, because it acts as a mass-transport resistance in the MEA. We also showed that the counter-flow configuration established an internal circulation of water in the fuel cell.

DOI： 10.1299/jtst.6.475

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In-situ Measurement of Flow Velocity in Gas Channel in a PEMFC by Laser Ablation Tagging Visualization

D. Fukabori, S. Hirai, S. Tsushima, K. Nishida

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 11 41 ( 1 ) 561 - 567 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3635589

Web of Science

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In-situ visualization of liquid water in an operating PEMFC by soft X-ray radiography

Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 35 ( 20 ) 11119 - 11128 2010年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2010.06.050

Web of Science

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Measurement of liquid water content in cathode gas diffusion electrode of polymer electrolyte fuel cell

Kosuke Nishida, Takeshi Murakami, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Journal of Power Sources 195 ( 11 ) 3365 - 3373 2010年6月

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掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2009.12.073

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In situ Diagnostics of Water in Polymer Electrolyte Fuel Cells for Water Transport Analysis

Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

BUNSEKI KAGAKU 59 ( 1 ) 1 - 11 2010年1月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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IN-SITU OBSERVATION OF THE WATER DISTRIBUTION IN POROUS LAYERS OF PEMFCS BY SOFT X-RAY RADIOGRAPHY 査読

Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 2010, VOL 1 175 - 181 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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X-RAY COMPUTED TOMOGRAPHY OF CO2 BEHAVIOR IN WATER SATURATED SANDSTONE FOR GEOLOGICAL STORAGE 査読

Suguru Uemura, Ryoto Kataoka, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME INTERNATIONAL HEAT TRANSFER CONFERENCE - 2010, VOL 6 967 - 973 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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低加湿運転PEFCのアノード電極内における反応分布の予測

横井陽馬, 梅田一雅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2010 5 - 5 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）において，低加湿運転時でのアノード側の水不足による「ドライアウト現象」はセルの著しい出力低下を引き起こす．この問題を解決するには，PEFCセル面内での反応分布の把握と，それに基づく両極間の水分輸送の解明と制御が重要となる．そこで本研究では，赤外線サーモグラフィーによる温度分布計測と，分割セルによる電流分布測定に基づき，低加湿運転PEFCのアノード電極内における反応分布を予測できるようにし，ガスの供給方法や加湿条件がセル面内の反応分布に及ぼす影響について検討する．

DOI： 10.11368/nhts.2010.0.5.0

CiNii Research

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PEFCカソード電極内水分輸送におけるMPLの有効性評価

谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2010 257 - 257 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）においては，発電性能低下の要因の一つとしてカソードでの「フラッディング現象」がある．この問題を解決するためには，カソード側での排水性の向上が不可欠であり，近年ではマイクロポーラス層（MPL）の導入が主流となってきている．そこで本研究では，近赤外吸収分光法や可視化計測などの実験的手法により，MPLの付加がPEFCカソード電極内の水分輸送現象に及ぼす影響を明らかにし，MPLの有効性について評価する．

DOI： 10.11368/nhts.2010.0.257.0

CiNii Research

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4-5-3 空気極混入SO2によるPEFC電極被毒と性能低下機構(4-5 燃料電池1,Session 4 新エネルギー,研究発表)

北村房男, 大坂武男, 金子佳亮, 津島将司, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 19 252 - 253 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

Investigation of sulfur dioxide (SO_2) on contamination of the PEFC electrodes and resultant cell performance degradation has been performed by an accelerated degradation test of a single cell and electrochemical diagnostics on model electrodes. It was revealed that two-stage degradation on cell performance by SO2 supply and was presumably caused, depending on the electrode potential. A possible electrochemical reaction to induce this degradation was proposed as sulfur formation process on the catalyst.

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.19.0_252

CiNii Books

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Lattice Boltzmann simulation on particle transport and captured behaviors in a 3D-reconstructed micro porous DPF 査読

Shohji Tsushima, Issei Nakamura, Satoshi Sakashita, Shuichiro Hirai, Daisuke Kitayama

SAE Technical Papers 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.4271/2010-01-0534

Scopus

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CO2地中隔離における高空間分解能X線CT計測

深堀大地, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2010 63 - 63 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

地球温暖化対策としてCO2地中隔離が注目されているが、地層構造により隔離方法や量が限定されるため、地中隔離の実用化においては地中におけるCO2の挙動の解明、及び地層構造によらない隔離手法の開発が必要とされている。このため、本研究では多孔質構造内のミクロスケールでのCO2挙動の計測から、基礎的、本質的なトラップメカニズムを解明することを目的とし、高空間分解能X線CTを用いて、地中隔離を模擬した高圧条件下における多孔質モデル内のCO2の可視化計測、解析を行った。

DOI： 10.11368/nhts.2010.0.63.0

CiNii Research

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超臨界・液体CO2の高圧砂岩内X線CT計測—地中隔離におけるCO2挙動の可視化解析

植村豪, 片岡亮人, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2010 64 - 64 2010年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

温室効果ガス削減に有効な手法として，帯水層へのCO2地中隔離が注目されている．砂岩多孔質構造中における水-CO2の二相流動現象や浮力によるCO2の上昇過程などは詳細に解明されておらず，実際に地中隔離を実施する上で必要不可欠な貯留安定性の評価や貯留量を推定するために，砂岩内のCO2流動メカニズムに関する基礎的な知見が求められている．本研究では実際の地下環境を模擬した高圧状態において，超臨界・液体CO2を砂岩サンプルに圧入し，その流動過程をX線CTを用いて観察した．

DOI： 10.11368/nhts.2010.0.64.0

CiNii Research

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Characterization of the PEMFC Catalyst Layer by Cross-sectional Visualization and Performance Evaluation

T. Suzuki, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 10, PTS 1 AND 2 33 ( 1 ) 1465 - 1470 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3484639

Web of Science

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QUANTITATIVE EVALUATION OF LIQUID WATER AT CATHODE INTERFACE OF POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL USING NEAR-INFRARED REFLECTANCE SPECTROSCOPY 査読

Kosuke Nishida, Motoyuki Ishii, Ryo Taniguchi, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 2010, VOL 1 99 - 106 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Investigation of Water Distribution in a Membrane in an Operating PEMFC by Environmental MRI

S. Tsushima, T. Ikeda, T. Koido, S. Hirai

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 157 ( 12 ) B1814 - B1818 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1.3486168

Web of Science

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Two-stage Degradation of PEMFC Performance Due to Sulfur Dioxide Contamination

S. Tsushima, K. Kaneko, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 10, PTS 1 AND 2 33 ( 1 ) 1645 - 1652 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3484654

Web of Science

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MEASUREMENT OF WATER CONTENT DISTRIBUTION IN CATALYST COATED MEMBRANE AT WATER PERMEATION CONDITION BY MAGNETIC RESONANCE IMAGING 査読

Takahiro Suzuki, Yuichiro Tabuchi, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai, Koichiro Aotani, Norio Kubo

PROCEEDINGS OF THE ASME 8TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 2010, VOL 1 183 - 188 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Analysis of State of Water in Polymer Electrolyte Membrane by Raman Spectroscopy and DFT

Y. Tabuchi, R. Ito, S. Tsushima, S. Hirai, A. Horai, K. Aotani, N. Kubo, K. Shinohara

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 10, PTS 1 AND 2 33 ( 1 ) 1045 - + 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3484598

Web of Science

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Measurement of liquid water content in cathode gas diffusion electrode of polymer electrolyte fuel cell

Nishida, Kosuke, Murakami, Takeshi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Journal of Power Sources 195 ( 11 ) 3365 - 3373 2010年

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High-resolution Visualization of Water Accumulation Behavior in an Operating PEMFC by Soft X-ray Radiography

T. Sasabe, S. Tsushima, S. Hirai

POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS 10, PTS 1 AND 2 33 ( 1 ) 1413 - 1422 2010年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3484633

Web of Science

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Erratum: Magnetic resonance imaging of water in operating polymer electrolytemembrane fuel cell (Fuel Cells (2009) 9:5 (506-517) 10.1002/fuce.200800151) 査読

Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Fuel Cells 9 ( 5 ) 760 2009年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/fuce.200990016

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Magnetic resonance imaging of a polymer electrolyte membrane under water permeation 査読

S. Tsushima, S. Takita, S. Hirai, N. Kubo, K. Aotani

Experimental Heat Transfer 22 ( 1 ) 1 - 11 2009年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1080/08916150802530484

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Super-atomization of liquid CO(2) for stable geological storage

Suguru Uemura, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

GREENHOUSE GAS CONTROL TECHNOLOGIES 9 1 ( 1 ) 3087 - 3090 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1016/j.egypro.2009.02.088

Web of Science

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感水試験紙によるPEFCアノード側水分状態の可視化計測

横井陽馬, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2009 194 - 194 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

低加湿運転時での固体高分子形燃料電池（PEFC）においては，電解質膜の乾燥による性能低下を防ぐため，アノード側の水分管理が重要である．そこで本研究では，感水試験紙を用いて，PEFCアノードにおける水分布の可視化観察を行い，電流密度，加湿条件など種々の発電条件がアノード側の水分状態へ及ぼす影響を明らかにする．また，アノード流路出口での露点計測も合わせて行うことにより，発電モードのPEFCにおけるアノード・カソード両電極間での水分輸送現象について検討を行う．

DOI： 10.11368/nhts.2009.0.194.0

CiNii Research

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近赤外吸収分光法に基づくPEFCカソード側電極内の水分量測定

石伊志行, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2009 197 - 197 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池(PEFC)においては，発電性能低下の要因の一つとして「フラッディング現象」がある．この現象を解決するためには，カソード側で生成した水分が電極内部のどの場所で多く凝縮し，貯留しているのかについて詳細な知見を得る必要がある．そこで本研究では，近赤外吸収分光法を用いることにより，PEFC多孔質電極内の水分量を定量的に測定できるようにし，カソード電極内部の触媒層からガス拡散層にわたる水分布を明らかにする．

DOI： 10.11368/nhts.2009.0.197.0

CiNii Research

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4-5-4 SO_2濃度と加湿条件がPEFC電極の被毒に及ぼす影響(4-5 燃料電池2,Session 4 新エネルギー,研究発表)

金子佳亮, 津島将司, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 18 268 - 269 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

Sulfur dioxide (SO_2) has an effect on degradation of catalyst layers and/or membrane in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEFCs). In this study, temporal variation of cell voltage under open circuit condition was monitored with various SO_2 concentration and humidification. Cell voltage drop and its relaxation time were well correlated with SO_2 concentration. Pt utilization rate characterized by cyclic voltmmograms were also carried out to investigate poisoning behavior by SO_2. It was observed that SO_2 contamination in the anode was intensified at lower relative humidity condition.

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.18.0_268

CiNii Books

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[展望講演]燃料電池とCO2貯留の研究開発にみるin situ計測がもたらす新展開

津島将司, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集 2009 231 - 232 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人化学工学会

DOI： 10.11491/scej.2009f.0.231.0

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マイクロフォーカスX線CTによる水飽和砂岩に注入された非混和流体の可視化解析

片岡亮人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2009 262 - 262 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

地球温暖化の主要因である二酸化炭素（CO2）の大気中への排出量低減のため，最も実用化に近い技術としてCO2の地中隔離技術が注目されている．CO2漏洩リスクをより低減させるため，本研究では液体CO2を超微粒化させ，帯水層内で界面張力による貯留を行う新たな貯留手法を提案し，技術の確立を目指す．地中におけるCO2の流動現象の解析を目的とし，地中相当の高圧下で水飽和砂岩内に注入した非混和流体を可視化計測できるマイクロフォーカスX線CTを用いた実験系を構築し，高空間分解能での可視化計測を行った．

DOI： 10.11368/nhts.2009.0.262.0

CiNii Research

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屈折率マッチング法を用いた複雑流路内における非混和性二液体の可視化手法開発

植村豪, 中盛知, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2009 373 - 373 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

本研究では流路部材と非混和な二種類の液体の屈折率を一致させ，複雑な流路を流れる二流体の可視化手法の開発を行った．流路部材にはシリコーンゴム，試験流体には水とシリコーンオイルを用い，水には蛍光染料（ロダーミンB）を添加した．グリーンレーザのシート光を可視化部に照射し，光学フィルタによって蛍光の黄色の断面画像のみ取得したところ，複雑形状の流路を流れる水と油滴の動的挙動を捉えることに成功した．

DOI： 10.11368/nhts.2009.0.373.0

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EXPERIMENTAL VISUALIZATION AND NUMERICAL SIMULATION OF WATER TRANSPORT IN GAS DIFFUSION LAYER OF PEFC 査読

Kosuke Nishida, Motoyuki Ishii, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON POWER ENGINEERING 2009 (ICOPE-09), VOL 2 231 - 236 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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MEASUREMENT OF WATER DISTRIBUTION IN ANODE OF POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELL UNDER LOW HUMIDITY CONDITIONS 査読

Kosuke Nishida, Yohma Yokoi, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 121 - 127 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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LIQUID WATER VISUALIZATION IN AN OPERATING PEMFC BY SOFT X-RAY RADIOGRAPHY 査読

Takashi Sasabe, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai, Katsunori Minami, Keiji Yada

PROCEEDINGS OF THE 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON FUEL CELL SCIENCE, ENGINEERING, AND TECHNOLOGY 137 - 142 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Visualization of Liquid Water Distribution in an Operational PEMFC by Soft X-Ray Radiography

T. Sasabe, S. Tsushima, S. Hirai, K. Minami, K. Yada

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 9 25 ( 1 ) 513 - 521 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3210601

Web of Science

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Magnetic resonance imaging of water in operating polymer electrolyte membrane fuel cells

Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Fuel Cells 9 ( 5 ) 506 - 517 2009年

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Effect of SO2 Concentration and Relative Humidity on Contamination of Cathode and Anode in PEMFC

K. Kaneko, S. Tsushima, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 9 25 ( 1 ) 1279 - 1287 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3210683

Web of Science

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Effect of Micro Porous Layer on Membrane Hydration Path under Low Humidity Operation of PEMFC

Y. Fujii, S. Tsushima, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 9 25 ( 1 ) 1783 - 1789 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3210734

Web of Science

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Fundamentals of Fuel Cells (Japanese Title: 燃料電池の原理と特徴)

Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Journal of High Temperature Society 35 224 - 230 2009年

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High Resolution MRI Investigation of Transversal Water Content Distributions in PEM under Fuel Cell Operation

J. Y. Shim, S. Tsushima, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 9 25 ( 1 ) 523 - 528 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3210602

Web of Science

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Experimental and Modeling Studies on the Effect of Oxygen Partial Pressure on Membrane Degradation in PEMFCs

Jae Young Shim, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 156 ( 6 ) B690 - B694 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1.3110985

Web of Science

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Visualization Measurement of Water in Anode of PEFC under Low Humidity Operation using Water Sensitive Paper (Japanese Title: 感水試験紙を用いた低加湿運転 PEFC のアノード側水分状態の可視化計測)

Nishida, Kosuke, Yokoi, Yoma, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Journal of High Temperature Society 35 269 - 275 2009年

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Application of MRI in the Measurement of Two-Phase Flow of Supercritical CO2 and Water in Porous Rocks

Tetsuya Suekane, Naoto Furukawa, Shoji Tsushima, Shuichiro Hirai, Masanori Kiyota

JOURNAL OF POROUS MEDIA 12 ( 2 ) 143 - 154 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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Magnetic Resonance Imaging and Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy for In-Situ Water Diagnostics in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells

Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Modeling and Diagnostics of Polymer Electrolyte Fuel Cells 201 - 224 2009年

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感水試験紙を用いた低加湿運転 PEFC のアノード側水分状態の可視化計測

西田耕介, 横井陽馬, 津島将司, 平井秀一郎

高温学会誌 35 ( 5 ) 269 - 275 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：High Temperature Society of Japan

During low humidity operation of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), water management is a critical issue to enhancement of cell performance because low proton conductivity of electrolyte membrane is caused by membrane dehydration. In an operating PEFC at high current densities, water migrates significantly through the membrane from the anode to cathode owing to electro-osmotic drag, and the membrane dehydration occurs mainly at the anode. In order to alleviate this problem known as "dryout", it is essential to understand the fundamental phenomena of the water transport within the fuel cell. In this study, the water distribution in the anode flow field of a PEFC with low humidity conditions was experimentally visualized by using water sensitive paper (WSP). Furthermore, the dew-point temperature at the anode outlet and the membrane resistance were simultaneously measured, and the effects of inlet gas humidification and current density on the water transport in the anode and the cell performance were discussed. It was found that the water vapor concentration in the anode increases gradually after the startup because of the back diffusion of the product water. Especially at high current densities, the humidification of the anode inlet gas is effective to achieve the proper water management on the anode side and decrease the membrane resistance.

DOI： 10.7791/jhts.35.269

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Surface Structure Analysis of Polymer Electrolyte Membrane under Water Permeation Process by Tapping-Mode Atomic Force Microscopy

S. Tsushima, A. Tsubota, Y. Tabuchi, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 9 25 ( 1 ) 1433 - 1438 2009年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.3210699

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電子移動の化学電子移動の化学, 1996

津島将司, 平井秀一郎

高温学会誌 35 ( 5 ) 224 - 230 2009年

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Geological storage of carbon dioxide by residual gas and solubility trapping

Tetsuya Suekane, Tomohisa Nobuso, Shuichiro Hirai, Masanori Kiyota

INTERNATIONAL JOURNAL OF GREENHOUSE GAS CONTROL 2 ( 1 ) 58 - 64 2008年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/S1750-5836(07)00096-5

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Effect of the Micro Porous Layer on Water Transport under Low Humidity Condition

Y. Fujii, S. Tsushima, K. Fukuzato, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 8, PTS 1 AND 2 16 ( 2 ) 1635 - + 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2982003

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PEFCカソード側ガス拡散層内における水分の可視化と定量測定

伊藤寛和, 村上毅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2008 246 - 246 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）においては，カソード側で生成した水分がガス拡散層内部で凝縮し，酸素の供給を阻害するという問題（フラッディング現象）があり，ガス拡散層内部での凝縮水の挙動やその蓄積量を把握することは極めて重要となる．そこで本研究では，光学顕微鏡を用いて，発電モードでのPEFCカソード側ガス拡散層及び触媒層内部における水分状態を直接可視化できるようにし，さらに，膜電極接合体（MEA）の質量を測定することにより，カソード電極内で貯留した凝縮水量を定量的に算出できるようにする．それにより，PEFCカソード側拡散層内における水分輸送特性を明らかにする．

DOI： 10.11368/nhts.2008.0.246.0

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4-24 排ガス中微量成分in-line分析にもとづくPEFC内不純物挙動の解析((7)燃料電池3,Session 4 新エネルギー)

平井秀一郎, 盛岡弘幸, 津島将司

日本エネルギー学会大会講演要旨集 17 242 - 243 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.17.0_242

CiNii Books

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2120 低加湿運転PEFC内水分輸送が流路方向発電性能分布に及ぼす影響(J17-3 燃料電池(3) 固体高分子形燃料電池,ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2008 23 - 24 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

For implementation of higher performance of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFCs) under low humidity condition, water management is essential to keep membrane hydration. To establish water management, it is strongly necessary to understand the water transport in PEMFCs. In this study, the effect of the micro porous layer (MPL) and counter-flow mode under low humidity condition on water transport was examined. Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) measurement system, which can measure water vapor concentration in the PEMFCs channels, was used in order to investigate water transport between the cathode and the anode side. The experimental results showed that the MPL enhances transport of generated water from the cathode side catalyst layer to the anode side channel through the membrane, and it results in improvement of membrane hydration. The results also showed that improvement of performance at the gas inlet region is caused by counter-flow mode.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2008.7.0_23

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安定地中隔離を目指した液体CO2の超微粒化

植村豪, 鈴木啓祐, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集 2008 60 - 60 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会

近年，化石燃料などの利用によって温室効果ガスである二酸化炭素（CO2）が大気中に排出され，地球温暖化の主要因となっている．大気中へのCO2排出量低減のため，最も実用化に近い技術としてCO2の地中隔離技術が注目されている．CO2の漏洩を防ぐキャップロックが少ない日本周辺の地質構造に適した技術として，本研究では高圧水中で液体CO2を超微粒化させ，界面張力による帯水層中でのCO2貯留方法の確立を目指す．特に界面活性剤の濃度による液体CO2の微粒化過程と，微粒状態の維持時間について調べた．

DOI： 10.11368/nhts.2008.0.60.0

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PEFC膜電極複合体内の極細熱電対による温度計測

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集 2008 274 - 274 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人化学工学会

DOI： 10.11491/scej.2008f.0.274.0

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2117 ガスクロスオーバの分圧依存性の評価にもとづく電解質膜劣化挙動解析(J17-2 燃料電池(2) 固体高分子形燃料電池,ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2008 17 - 18 2008年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this study, the accelerated membrane degradation experiments for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) under OCV condition were conducted to investigate the membrane degradation behaviors under different supplying gas condition such as hydrogen/oxygen and hydrogen/air. Through the cross-sectional SEM images of the postmortem MEA, it is elucidated that the anode side of the membrane is more deteriorated under H_2 and O_2 condition. In contrast, it is affirmed that the cathode side of the membrane is more deteriorated under hydrogen and air condition. This phenomenon is caused by the discrepancy of oxygen crossover between oxygen and air due to the partial pressure difference. To investigate the crossover effect on the membrane degradation, it is performed to detect the O_2 crossover in the MEA using Direct Gas Mass Spectroscopy. Numerical approach of the membrane degradation rate is performed with the experimental results. The calculated results were well matched to the experimental results.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2008.7.0_17

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Effect of Relative Humidity on Contamination of Cathode and Anode Electrodes by Sulfur Dioxide in Air Stream in PEMFC

S. Tsushima, H. Morioka, K. Kaneko, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 8, PTS 1 AND 2 16 ( 2 ) 1043 - 1050 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2981945

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Water Transport and Degradation Analysis in PEMFC by in-situ MRI Visualization

Hirai, Shuichiro, Tsushima, Shohji

ECS Transactions 16 ( 2 ) 1337 - 1343 2008年

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MRI investigation of the water transport mechanism in a membrane under elevated temperature with variation of relative humidity and current density

T. Ikeda, T. Koido, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 16 ( 2 ) 1035 - 1040 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2981944

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Imaging of Water in Polymer Electrolyte Membrane in Fuel Cells

Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Magnetic Resonance Microscopy 2008年

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Investigation of Current Density Effect on Water Vapor Concentration Profile along PEMFC Channels by TDLAS

Yoshinobu Fujii, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 3 ( 1 ) 94 - 102 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/jtst.3.94

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Characterization and Modeling of Gas Crossover and its Impact on the Membrane Degradation of PEMFCs

J. Y. Shim, S. Tsushima, S. Hirai

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS 8, PTS 1 AND 2 16 ( 2 ) 1705 - 1712 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2982011

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Evaluation of CO(2) dilution in ocean sequestration 査読

S. Hirai, S. Tsushima

OCEANS 2008 - MTS/IEEE KOBE TECHNO-OCEAN, VOLS 1-3 653 - 655 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Lattice Boltzmann simulation on flow fields connected with multiple side-channels 査読

Shohji Tsushima, Koji Moriyama, Shuichiro Hirai

Heat Transfer - Asian Research 36 ( 2 ) 96 - 104 2007年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/htj.20143

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Visualization of microscopic behavior and promotion of water removal in a porous electrode of polymer electrolyte fuel cell

Kosuke Nishida, Shohji Tsushima, Kazuhiro Teranishi, Shuichiro Hirai

KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 33 ( 2 ) 181 - 185 2007年3月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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Microscopic visualization of state and behavior of liquid water in a gas diffusion layer of PEFC

Kosuke Nishida, Takeshi Murakami, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMISTRY 75 ( 2 ) 149 - 151 2007年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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固体高分子形燃料電池における多孔質電極内水分のミクロ挙動可視化計測と排出促進

西田耕介, 津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

化学工学論文集 33 ( 2 ) 181 - 185 2007年

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Optical remote sensing of oxygen and water vapor concentration in PEMFC channel by using tunable diode laser absorption spectroscopy techniques 査読

Yoshinobu Fujii, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME THERMAL ENGINEERING SUMMER HEAT TRANSFER CONFERENCE 2007, VOL 2 71 - 75 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Visualization of water transport and freezing process in a gas diffusion layer of PEFC during low temperature operation 査読

Kosuke Nishida, Takeshi Murakami, Kazutaka Kobayashi, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

PROCEEDINGS OF THE ASME/JSME THERMAL ENGINEERING SUMMER HEAT TRANSFER CONFERENCE 2007, VOL 2 25 - 31 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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0541 CO_2地下貯留における岩石内流動のMRI計測(S52-2 温室効果ガス排出抑制技術(2),S52 温室効果ガス排出抑制技術)

古川直人, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2007 111 - 112 2007年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

This paper describes experimental research on application of magnetic resonance imaging(MRI) to the measurement of two-phase flow of supercritical carbon dioxide (CO_2) and water in a Berea sandstone which is the phenomena encountered in CO_2 geological storage. In-situ water saturation distributions in a Berea sandstone core were successfully visualized at conditions that simulate those at 700-1000-m depths in an aquifer. By applying a coreflood interpretation method to our measured data, we evaluate the effect of viscosity, capillary pressure, and buoyancy on two-phase flow in sandstone.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2007.3.0_111

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MRI application for clarifying fuel cell performance with variation of polymer electrolyte membranes: Comparison of water content of a hydrocarbon membrane and a perfluorinated membrane 査読

S. Tsushima, S. Hirai, K. Kitamura, M. Yamashita, S. Takase

Applied Magnetic Resonance 32 ( 1-2 ) 233 - 241 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/s00723-007-0009-0

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Preferential thinning behaviors of the anode-side of the PEM under durability test

Jae Young Shim, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 11 ( 1 ) 1151 - 1156 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2781027

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Visualization of membrane hydration path in an operating PEMFC by nuclei-labeling MRI

T. Kotaka, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 11 ( 1 ) 445 - 450 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2780958

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Investigation of hydrogen cross-leak behaviors in a polymer electrolyte membrane by direct gas mass spectroscopy and magnetic resonance imaging

Shohji Tsushima, Takanori Nanjo, Shuichiro Hirai

ECS Transactions 11 ( 1 ) 434 - 443 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2780957

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4-17 固体高分子形燃料電池の水分in-situ計測とカソードガス微量分析による水素クロスリーク機構の解明((4)燃料電池(2),Session 4 新エネルギー,研究発表(口頭発表))

津島将司, 南條崇徳, 藤井義喜, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 16 280 - 281 2007年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.16.0_280

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CO_2 の地中と海洋への隔離

平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也

伝熱: journal of the Heat Transfer Society of Japan 46 ( 197 ) 19 - 24 2007年

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PEFC 水分診断技術としての MRI モニタリング (特集 PEFC の耐久性向上と関連技術)

津島将司, 平井秀一郎

燃料電池 6 ( 3 ) 77 - 82 2007年

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In-situ measurement of water vapor and oxygen concentration in a PEMFC channel by tunable diode laser absorption spectroscopy techniques

Y. Fujii, S. Tsushima, S. Hirai

ECS Transactions 11 ( 1 ) 451 - 459 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2780959

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Degradation mechanism of PEMFC under open circuit operation

Kazuhiro Teranishi, Kentaro Kawata, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS 9 ( 10 ) A475 - A477 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1.2266163

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チャネル構造を有する多孔質体における流動特性と表面セラミックス膜の影響

津島将司, 藤岡靖昌, 平井秀一郎, 山本昌弘, 中筋善淳

日本機械学会論文集 B 編 72 ( 717 ) 1271 - 1277 2006年

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波長可変半導体レーザ吸収分光法による燃料電池ガス流路内水蒸気濃度の非接触計測

西田耕介, 津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎, 福里克彦

日本機械学会論文集 B 編 72 ( 718 ) 1627 - 1632 2006年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人日本機械学会

固体高分子形燃料電池（PEFC）は，次世代の自動車用動力源や定置型分散電源として実用化が期待されているが，高性能化に向けて解決すべき課題は多く，その一つにPEFCセル内部における水分管理がある．そこで本研究では，波長可変半導体レーザ吸収分光法（TDLAS）を応用することにより，発電モードでのPEFCセルのガス流路内部における水蒸気濃度を，任意の測定点において非接触かつ高時間分解能で計測できるシステムを開発した．それにより，電流密度，周囲環境温度，供給ガス流量等のセルの運転条件が，PEFC流路内部の水蒸気濃度にどのような影響を及ぼすのかを定性的に明らかにした．

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その他リンク： http://hdl.handle.net/10212/1607
Imaging of Migration and Dissolution of CO 2 in Rock by Nuclear Magnetic Resonance

末包哲也, 古川直人, 水本飛鳥, 津島将司, 平井秀一郎

可視化情報学会誌 26 ( 1 ) 295 - 298 2006年

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Analysis of water transport in PEFCs by magnetic resonance imaging measurement

K Teranishi, S Tsushima, S Hirai

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 153 ( 4 ) A664 - A668 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1.2167954

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Migration of CO2 in Porous Media Filled with water.

Tetsuya Suekane, Toshihiro Ishii, Shoji Tsushima, Shuichiro Hirai

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY 1 ( 1 ) 1 - 11 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1299/jtst.1.1

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側壁を複数チャネルにより連結された流動場における格子ボルツマン解析

津島将司, 盛山浩司, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 72 ( 718 ) 1613 - 1618 2006年

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z Shohji Tsushima,* and Shuichiro Hirai

Teranishi, Kazuhiro

Journal of The Electrochemical Society 153 2006年

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Degradation investigation of PEMFC by scanning electron microscopy and direct gas mass spectroscopy

Y. Fujii, S. Tsushima, K. Teranishi, K. Kawata, T. Nanjo, S. Hirai

ECS Transactions 3 ( 1 ) 735 - 741 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2356193

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Flow Characteristic of a Porous System Employing Multi-hole Channels With or Without Surface Ceramics Layer

Tsushima, Shohji, Fujioka, Yasumasa, Hirai, Shuichiro, Yamamoto, Yoshihiro, Nakasuji, Yoshizumi

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu B Hen(Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B)(Japan) 18 ( 5 ) 1271 - 1277 2006年

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Non-Contact Measurement of H 2 O Concentration in a Fuel Cell Channel by Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy

Nishida, Kosuke, Tsushima, Shohji, Teranishi, Kazuhiro, Hirai, Shuichiro, Fukuzato, Katsuhiko

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu B Hen(Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B)(Japan) 18 ( 6 ) 1627 - 1632 2006年

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Experimental elucidation of proton conducting mechanism in a polymer electrolyte membrane of fuel cell by nuclei labeling MRI

S. Tsushima, K. Teranishi, S. Hirai

ECS Transactions 3 ( 1 ) 91 - 96 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2356127

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MRI電解質膜水分の高空間分解能計測

川田健太郎, 津島将司, 吉田瑞穂, 藤井義喜, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集 2006 672 - 672 2006年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人化学工学会

DOI： 10.11491/scej.2006f.0.672.0

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Lattice Boltzmann Simulation on Flow Fields

Tsushima, Shohji, Moriyama, Koji, Hirai, Shuichiro

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu B Hen(Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part B)(Japan) 18 ( 6 ) 1613 - 1618 2006年

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Investigation of the lateral water distribution in a proton exchange membrane in fuel cell operation by 3D-MRI

S. Tsushima, T. Nanjo, K. Nishida, S. Hirai

ECS Transactions 1 ( 6 ) 199 - 205 2006年

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掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

DOI： 10.1149/1.2214490

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PEFC拡散層内二相流動のLBM数値シミュレーション

伊藤等, 平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也

化学工学会研究発表講演要旨集 2006 632 - 632 2006年

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人化学工学会

DOI： 10.11491/scej.2006f.0.632.0

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Investigation of the lateral water distribution in a proton exchange membrane in fuel cell operation by 3D-MRI

Tsushima, Shohji, Nanjo, Takanori, Nishida, Kousuke, Hirai, Shuichiro

ECS Transactions 1 ( 6 ) 199 - 205 2006年

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Behavior of supercritical CO2 injected into porous media containing water

T Suekane, S Soukawa, S Iwatani, S Tsushima, S Hirai

ENERGY 30 ( 11-12 ) 2370 - 2382 2005年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.energy.2003.10.026

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International symposium on CO2 fixation and efficient utilization of energy (C&E 2002) and the International World Energy System Conference (WESC-2002) Tokyo,Japan 4-6 March 2002 - Editorial introduction

Y Kaizu, Y Tamaura, S Hirai

ENERGY 30 ( 11-12 ) 2023 - 2024 2005年8月

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記述言語：英語

DOI： 10.1016/j.energy.2004.08.006

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Injection and boiling of liquid CO2 with a hydrate coating

S Hirai, H Sanda

ENERGY 30 ( 11-12 ) 2275 - 2283 2005年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.energy.2003.10.020

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Water diffusion measurement in fuel-cell SPE membrane by NMR 査読

S Tsushima, K Teranishi, S Hirai

ENERGY 30 ( 2-4 ) 235 - 245 2005年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.energy.2004.04.013

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Water content distribution in a polymer electrolyte membrane for advanced fuel cell system with liquid water supply 査読

S Tsushima, K Teranishi, K Nishida, S Hirai

MAGNETIC RESONANCE IMAGING 23 ( 2 ) 255 - 258 2005年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.mri.2004.11.059

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Characteristics of an immiscible flow of supercritical CO2 and water in porous media under sequestration conditions 査読

Tetsuya Suekane, Toshihiro Ishii, Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai

Greenhouse Gas Control Technologies 1231 - 1236 2005年

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記述言語：英語掲載種別：論文集(書籍)内論文出版者・発行元：Elsevier Ltd

DOI： 10.1016/B978-008044704-9/50132-4

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Study of the effect of membrane thickness on the performance of polymer electrolyte fuel cells by water distribution in a membrane

K Teranishi, S Tsushima, S Hirai

ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS 8 ( 6 ) A281 - A284 2005年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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Study on the Proton Transport Phenomenon in a Polymer Electrolyte Membrane by the MRI Measurement of the^ 1H/^ 2D Replace during Operation Mode

TERANISHI, Kazuhiro, TSUSHIMA, Shohji, NISHIDA, Kosuke, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 13 ( 4 ) 55 - 56 2005年

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Numerical Analysis of Two-Phase Flow in Porous Media by LBM

SUEKANE, Tetsuya, TSUKAMOTO, Yoshihisa, HIRAI, Shuichiro

Theoretical and Applied Mechanics Japan 54 235 - 242 2005年

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B203 核磁気共鳴イメージングを用いた CO2 地下貯留における岩石内二相流動現象に関する研究

水本飛鳥, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

可視化情報学会誌 25 ( Supplement2 ) 259 - 260 2005年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Visualization Society of Japan

Though CO₂ leakage from a geological storage site through wells and rifts represents a major concern, it is difficult to monitor the CO₂ leakage. In this paper we have experimentally investigated the proton relaxation time (T1) of carbonate-water filled in a porous media at high pressure with an NMR system to see the dependence of T1 on the concentration of CO₂. From the results, it has been observed that the higher the CO₂ concentration is, the shorter the T1 of the carbonate-water in the porous media becomes. Therefore this information is very useful to apply NMR logging to monitor the CO₂ leakage.

DOI： 10.3154/jvs.25.Supplement2_259

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Advanced CO2 dilution technology in intermediate depth of ocean 査読

Shuichiro Hirai, Shohji Tsushima, Ryoichi Muraoka, Hisashi Sanda, Masahiko Ozaki

Greenhouse Gas Control Technologies 1505 - 1510 2005年

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記述言語：英語掲載種別：論文集(書籍)内論文出版者・発行元：Elsevier Ltd

DOI： 10.1016/B978-008044704-9/50172-5

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Elucidation of Pressurization Effect on PEFC Performance Using Electrochemical Impedance Spectroscopy and Magnetic Resonance Imaging

Tsushima, Shohji, Mibae, Tatsuro, Teranishi, Kazuhiro, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 13 ( 1 ) 31 - 36 2005年

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記述言語：英語出版者・発行元：Heat Transfer Society of Japan

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3626 MRIによる岩石内可視化に基づいたCO_2地中隔離における二相流動現象の解明(S51 温室効果ガス排出抑制技術)

末包哲也, 石井稔宏, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2005 289 - 290 2005年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

This paper describes experimental research on two-phase flow of supercritical CO_2 and water in a Berea sandstone core. We used a magnetic resonance imaging (MRI) technique to directly visualize the distribution of supercritical CO_2 injected into the sandstone core containing water. In-situ saturation distributions were successfully visualized under the temperature and pressure conditions corresponding to the aquifers at the depth of about 900m with a projection method every 10 seconds. A new coreflood interpretation method proposed by Good field et al. was applied to in-situ saturation data to evaluate two-phase flows in sandstone directly. We have experimentally demonstrated that capillary dispersion rate could be evaluated as a function of water saturation independent of viscosity and buoyancy.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2005.3.0_289

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Growth-controlling processes of CO2 gas hydrates 査読

S Hirai, H Sanda

AMERICAN MINERALOGIST 89 ( 8-9 ) 1260 - 1263 2004年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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Improvement of Performance and Water Distribution in Membrane on Polymer Electrolyte Fuel Cell by High Pressure Operation

MIBAE, Tatsuro, TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 12 ( 4 ) 89 - 90 2004年

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PIV Measurement on a Wake Flow behind a Cylinder over Critical Reynolds Number

TSUSHIMA, Shohji, MURAOKA, Ryoichi, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 12 ( 4 ) 137 - 138 2004年

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直接加水による電解質膜の含水促進と固体高分子形燃料電池の性能向上(マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術,マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2004 307 - 308 2004年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this article, we examined an effect of liquid water supply to a polymer electrolyte fuel cell membrane on membrane hydration and cell performance, because the membrane is to be swelled by means of direct contact with liquid water and thus improvement of cell performance can be expected. We assembled a fuel cell with liquid water feed for magnetic resonance imaging (MRI) measurement and measured water content distribution in the membrane under fuel cell operation with liquid water supply. It was revealed that supplying liquid water to the membrane improved cell performance. MRI result clearly shows that liquid water supply enhanced membrane hydration, resulting in reduction of electric resistance of the membrane.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.3.0_307

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Magnetic resonance imaging of the water distribution within a polymer electrolyte membrane in fuel cells

S Tsushima, K Teranishi, S Hirai

ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS 7 ( 9 ) A269 - A272 2004年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/1.1774971

Web of Science

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Performance of polymer electrolyte membrane fuel cell with pressurization up to 4.0MPA

Shohji Tsushima, Tatsuro Mibae, Kazuhiro Teranishi, Shuichiro Hirai

Proceedings - Electrochemical Society PV 2004-21 694 - 700 2004年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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電解質膜の締め付けと加湿の影響を考慮したPEFC膜内水分輸送解析(マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術,マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術)

寺西一浩, 津島将司, 福里克彦, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2004 305 - 306 2004年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

A water transport analysis has been developed and used to investigate the water distribution in the polymer electrolyte membrane for the polymer electrolyte fuel cell. In this article, we introduce the maximum water content value for the PEM, and water transport constant for the cell, based on the experiment respectively. The analyzed water distribution of a PEM at various operation conditions is consistent with that of the previous MRI measurement.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2004.3.0_305

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可視化情報学会誌= Journal of the Visualization Society of Japan 31 (123), 149-154, 2011-10-01

犬飼潤治, 渡辺政廣, 富安城司, 稲室隆二, 西田耕介, 津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎, 高田健司, 石上雄太

J. Electrochemical Society 151 A399 - A406 2004年

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Study on mass transfer in a polymer electrolyte fuel cell by using magnetic resonance imaging

TERANISHI, Kazuhiro, TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 12 ( 4 ) 91 - 92 2004年

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Velocity measurement of clay intrusion through a sudden contraction step using a tagging pulse sequence

S Tsushima, A Hasegawa, T Suekane, S Hirai, Y Tanaka, Y Nakasuji

MAGNETIC RESONANCE IMAGING 21 ( 6 ) 673 - 677 2003年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/S0730-725X(03)00095-X

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Heat transfer and flown of HeII in narrow channels 査読

T Suekane, M Sekiguchi, S Hirai, T Okamura

CRYOGENICS 43 ( 2 ) 125 - 131 2003年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/S0011-2275(03)00050-X

Web of Science

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Inertial flow structures in a simple‐packed bed of spheres

Suekane, Tetsuya, Yokouchi, Yasuo, Hirai, Shuichiro

AIChE journal 49 ( 1 ) 10 - 17 2003年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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4-5.電解質膜厚の違いによる固体高分子形燃料電池の発電特性と膜内水分濃度分布((2)分散型エネルギーシステムII,Session 4 分散型エネルギーシステム)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 12 264 - 265 2003年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.12.0_264

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Membrane Thickness Effect on PEFC's Performance by Measurement of Water Distribution

Teranishi, Kazuhiro, Tsushima, Shoji, Hirai, Shuichiro

Thermal science and engineering 11 ( 5 ) 35 - 36 2003年

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Experimental studies on liquid CO2 injection with hydrate film and highly turbulent flows behind the releasing pipe 査読

S Tsushima, S Hirai, H Sanda, S Terada

GREENHOUSE GAS CONTROL TECHNOLOGIES, VOLS I AND II, PROCEEDINGS 837 - 842 2003年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Direct Supply of Water into a Polymer Electrolyte Membrane for Improvement of Cell Performance

TSUSHIMA, Shohji, TERANISHI, Kazuhiro, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 11 ( 4 ) 31 - 32 2003年

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7-17.メタンからの炭素固定型水素生成((5)水素II,Session 7 新エネルギー)

平井秀一郎, 加藤一郎, 高橋大志, 津島将司, 末包哲也

日本エネルギー学会大会講演要旨集 12 348 - 349 2003年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会

DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.12.0_348

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2333 海洋中層溶解法における CO_2 希釈の評価

平井秀一郎, 津島将司, 三田尚, 村岡良一

年次大会講演論文集 2003 317 - 318 2003年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CO_2 sequestration in ocean, i.e. transportation of liquefied CO_2 removed from flue gas at fossil-fuel-fired power plants through a pipe into the ocean, is considered to be an effective mitigation strategy for global warning due to the increase of CO_2 in the atmosphere. One of the methods considered for implementation is dissolution of CO_2 at intermediate ocean depth using moving ship, where released liquid CO_2 droplets dissolve in the process of rising upward due to buoyancy in the sea water. CO_2 dissolved sea water would be diluted due to the seawater entrainment induced by the turbulent wake of towed pipe for releasing CO_2. Key point of the strategy is how long would it take for CO_2 concentration to be negligibly small. We describe here numerical studies on the evaluation of the dilution of CO_2 at the wake region of moving towed pipe. A numerical simulation employing four equations turbulence model was conducted to elucidate the pH variations in terms of both time and space. CO_2 dilution is fast enough compared to the data of biological impact.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2003.3.0_317

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入門材料電磁プロセッシング入門材料電磁プロセッシング, 2000

佐崎元, 佐藤孝雄, 松浦良樹, 中嶋一雄, 大塚秀幸, 安田秀幸, 谷口尚司, 末包哲也, 小路宏幸, 平井秀一郎

日本機械学會論文集. B 編 68 ( 668 ) 1052 - 1057 2002年

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磁気共鳴イメージングによる気体の計測: 第 1 報, 高圧下における計測と分子拡散が及ぼす影響 (熱工学, 内燃機関, 動力など)

津島将司, 平井秀一郎, 入口紀男, 岡本征雄, 末包哲也

日本機械学会論文集 B 編 68 ( 666 ) 556 - 561 2002年

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Numerical simulation on the removal of contaminants in conductive fluid by electromagnetophoresis 査読

Tetsuya Suekane, Hiroyuki Shoji, Shuichiro Hirai

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 68 ( 668 ) 1052 - 1057 2002年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.68.1052

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Study on magnetic resonance imaging of gaseous medium (1st report, imaging of pressurized gas and influence of molecular diffusion on imaging) 査読

Shohji Tsushima, Shuichiro Hirai, Norio Iriguchi, Ikuo Okamoto, Tetsuya Suekane

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 68 ( 666 ) 556 - 561 2002年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.68.556

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B164 多孔質内における超臨界 CO_2-水の二相流動

末包哲也, 惣川真吾, 岩谷聡, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2002 85 - 86 2002年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Distribution of supercritical CO_2 injected into a packed bed of glass beads containing water is visualized directly by utilizing an MRI technique. After the CO_2 displaced much of the water, some water remained near the central axis, although there were several mm-sized, CO_2-rich channels running through this water-rich region. To better understand the results, we also used the lattice Boltzmann method (LBM), to numerically simulate this system. In a parallel channel with hydrophilic surfaces, a high velocity of water between the bubbles along the flow direction results in a high relative permeability at low water saturations. The effect of capillary contraction along the flow direction was also simulated. The flow through a narrow channel consisted of water and periodic passages of a CO_2 bubble. Channels with smaller cross-sectional areas have faster flow speeds, especially for a CO_2 bubble.

DOI： 10.1299/jsmeptec.2002.0_85

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不透明物体内高圧ガス流動の非破壊・非侵襲 MRI 計測

津島将司, 平井秀一郎, 高尾洋, 山本昌弘, 中筋善淳

圧力技術 40 ( 1 ) 2002年

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材料電磁プロセッシング材料電磁プロセッシング, 1999

末包哲也, 小路宏幸, 平井秀一郎

日本機械学會論文集. B 編 68 ( 668 ) 1052 - 1057 2002年

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Thermal structure of atmospheric pressure non-equilibrium plasmas

Nozaki, Tomohiro, Unno, Yasuko, Okazaki, Ken

Plasma Sources Science and Technology 11 ( 4 ) 2002年

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Measurement of water distribution in polymer electrolyte fuel cell membrane by MRI

TERANISHI, Kazuhiro, TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

Thermal science and engineering 10 ( 4 ) 59 - 60 2002年

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電磁泳動による導電性流体からの不純物分離の数値シミュレーション (流体工学, 流体機械)

末包哲也, 小路宏幸, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 68 ( 668 ) 1052 - 1057 2002年

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MRI velocity measurements of water flow in porous media containing a stagnant immiscible liquid

Okamoto, I, S Hirai, K Ogawa

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY 12 ( 9 ) 1465 - 1472 2001年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Three-dimensional velocity measurement of complex interstitial flows through water-saturated porous media by the tagging method in the MRI technique

K Ogawa, T Matsuka, S Hirai, K Okazaki

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY 12 ( 2 ) 172 - 180 2001年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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格子ボルツマン法による二次元多孔質内流動特性の解析: 流体工学, 流体機械

岡本征雄, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 67 ( 660 ) 1930 - 1936 2001年

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Experimental observations of effects of convection on flame shape and extinction on n-Heptane single droplets 査読

T. Suekane, K. Yasutomi, S. Hirai

Combustion and Flame 126 ( 1-2 ) 1599 - 1601 2001年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/S0010-2180(01)00255-3

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Formation of liquid CO2 droplets and jets with deformation and growth of hydrate film 査読

S Hirai, R Takamatsu, Y Tabe, K Suzuki, K Okazaki

GREENHOUSE GAS CONTROL TECHNOLOGIES 481 - 486 2001年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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B104 単純配列球充填層内流れに与えるRe数の影響のMRI計測(オーガナイズドセッション7 : 多孔質体内の輸送現象)

末包哲也, 横内康夫, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2001 63 - 64 2001年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Effect of Reynolds number on the flow characteristics in a simply packed bed of spheres is measured by using an MRI technique. The flow in the packed bed tends to penetrate through the center of void space without the velocity change along the stream with the increase in the Reynolds number. Three-dimensional circulation is observed in the tail area between the spheres.

DOI： 10.1299/jsmeptec.2001.0_63

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Analysis of flow characteristics in two-dimensional porous media using lattice boltzmann simulation 査読

Ikuo Okamoto, Shuichiro Hirai

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 67 ( 660 ) 1930 - 1936 2001年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.67.1930

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第 13 回数値流体力学シンポジウム講演要旨集第 13 回数値流体力学シンポジウム講演要旨集 200, 1999

岡本征雄, 平井秀一郎

日本機械学会論文集. B 編 67 ( 660 ) 1930 - 1936 2001年

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MRI による氷蓄熱用カプセル充てん層内の局所熱流束分布計測

小川邦康, 別宮光洋, 長谷川浩巳, 橋本克巳, 平井秀一郎

可視化情報学会論文集 21 ( 2 ) 24 - 30 2001年

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記述言語：日本語出版者・発行元：社団法人可視化情報学会

氷蓄熱用球状カプセル充てん層の蓄・放熱特性を向上させるには，充てん層内の不均一流動による局所熱伝達分布をも考慮して，流路構造やカプセル充てん構造などを設計する必要がある．磁気共鳴イメージング（MRI）装置を氷蓄熱用球状カプセル充てん層の凍結観測に用いて充てん層内部の空隙構造や流動場の計測だけでなく，カプセル内の水の凍結速度の計測からカプセル表面での熱流束分布を算出することを試みた．本研究では，熱流束計測の定量性を確認するために，一様流中でのカプセル内の凍結挙動を計測し，カプセル内側壁面から半径方向に進行する氷の凍結速度からカプセル表面での局所熱流束分布を算出した．そして，この熱流束計測法をカプセル充てん層内の伝熱計測に適用し，充てん層内での不均一流動と局所熱流束分布の計測を行ない，この結果を基にして充てん層の熱通過率の算出と，充てん層内の吹き抜け領域での温度効率の評価を行なった．

DOI： 10.3154/tvsj.21.24

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超電導応用のための超流動ヘリウム技術超流動ヘリウムの伝熱シミュレーションの数値安定性

関口基之, 末包哲也, 岡村哲至, 平井秀一郎

低温工学 36 ( 12 ) 675 - 681 2001年

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The Superfluid Helium Technology for Superconducting Application. Numerical Stability Condition for Heat Transfer Simulation of Superfluid Helium.

関口基之, 末包哲也, 岡村哲至, 平井秀一郎

低温工学 36 ( 12 ) 675 - 681 2001年

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K-1220 磁気共鳴イメージングによる急縮流チャネル内粘土流動の計測(S17-5 複雑流体の流れ)(S17 非ニュートン流体の複雑流路内の流れ)

津島将司, 長谷川敦司, 末包哲也, 平井秀一郎, 田中孔浩, 中筋善淳

年次大会講演論文集 1 103 - 104 2001年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Magnetic Resonance Imaging(MRI) is applied to measure velocity inside clay that intrudes at a sudden contraction step. The experiments were conducted with a specially-designed non-magnetic apparatus on which two type of contraction step can be assembled. It is demonstrated that a tagging pulse method gives satisfactory MR images of clay which leads to measure fluid velocity of clay in a quantitative manner. It is also revealed that slip velocity between clay and wall depends on fluid velocity, that is of importance to conduct numerical simulation in determining boundary condition. Finally, expeirmental data are compared with those obtained by numeical calculation where power-law model were applied to clay as non-Newtonian fluid.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.II.01.1.0_103

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E120 PEM内水分子拡散係数のNMR計測(新技術フォーラム-3 : 水素利用技術の進展と熱工学的問題)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2001 223 - 224 2001年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Self diffusion coefficients of water in polymer electrolyte fuel cell membrane(PEM) were measured using pulsed field gradient spin echo NMR measurement. Two types of PEM sample were investigated at various water content. It is shown that measured self-diffusion coefficients increased with water content in the membane, although no distinct difference was observed among two types of PEM. Furthermore, it is demonstrated that NMR imaging technique can be applied to probe water behaviors in PEM assembled in fuel cell under operation. It is shown that PEM gradually dried after the fuel cell began to be operated, resulting in decreasing output current.

DOI： 10.1299/jsmeptec.2001.0_223

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Massive CO2 clathrate hydrate growth at a high-polar-energy surface

Y Tabe, S Hirai, K Okazaki

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH 220 ( 1-2 ) 180 - 184 2000年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Measurement of CO2 hydrate film thickness based on mass transport mechanism

Y Tabe, S Hirai, K Okazaki

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 33 ( 4 ) 612 - 616 2000年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Simultaneous measurement of temperature and velocity maps by inversion recovery tagging method

K Ogawa, M Tobo, N Iriguchi, S Hirai, K Okazaki

MAGNETIC RESONANCE IMAGING 18 ( 2 ) 209 - 216 2000年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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High-pressure magnetic resonance imaging up to 40 MPa

S Hirai, K Kuwano, K Ogawa, N Iriguchi, K Okazaki

MAGNETIC RESONANCE IMAGING 18 ( 2 ) 221 - 225 2000年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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2519 MRI による氷蓄熱用球状カプセル充てん層内の熱伝達計測

小川邦康, 別宮光洋, 長谷川浩巳, 橋本克巳, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2000 437 - 438 2000年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

A new method to measure local heat flux distribution from capsule surface in packed bed of ice thermal storage capsule using magnetic resonance imaging (MRI) was developed. In this method, local heat flux distribution from a capsule was calculated from freezing rate of water in the capsule cooled by brine below 0℃ in a time interval. By applying this method to packed bed, heat flux distributions from capsule surfaces in packed bed were measured, and axial velocity distributions of brine through packed bed were obtained by phase method in MRI techniques. Based on these results, it was found that heat exchange effectiveness of brine through channel was lower than that through other area. In addition, time-variations of overall heat transfer coefficient of packed bed at different flow rates were obtained.

DOI： 10.1299/jsmemecjo.2000.4.0_437

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MRI measurement of hydrate growth and an application to advanced CO2 sequestration technology

S Hirai, Y Tabe, K Kuwano, K Ogawa, K Okazaki

GAS HYDRATES: CHALLENGES FOR THE FUTURE 912 ( 1 ) 246 - 253 2000年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

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充てん層内流動と空隙構造の相関: 第 1 報, MRI による軸方向流速分布の計測と軸方向チャンネル流の可視化

小川邦康, 横内康夫, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 66 ( 642 ) 445 - 452 2000年

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Lateral Growth Rates of CO_2 Clathrate-hydrate Film

Hirai, Shuichiro, Tabe, Yutaka, Kamijo, Satoshi, OKAZAKI, Ken

Thermal science and engineering 8 ( 5 ) 2000年

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Clathrate Hydrates of Natural Gases Clathrate Hydrates of Natural Gases, 24-66, 1990

Tabe, Yutaka, Hirai, Shuichiro, Okazaki, Ken

Journal of chemical engineering of Japan 33 ( 4 ) 612 - 616 2000年

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ネットワーク構造に基づく 2 次元周期的多孔質体の透過係数モデル

岡本征雄, 平井秀一郎

Thermal science and engineering 8 ( 6 ) 23 - 31 2000年

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Correlation between interstitial flow and pore structure in packed bed (1st Report, Axial Velocity Measurement using MRI and Visualization of Axial Channel Flow) 査読

Kuniyasu Ogawa, Yasuo Yokouchi, Shuichiro Hǐrai

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 66 ( 642 ) 445 - 452 2000年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.66.445

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Measurement of clathrate-hydrate film thickness formed at the interface between liquid CO2 and water 査読

Y Tabe, S Hirai, K Okazaki

GREENHOUSE GAS CONTROL TECHNOLOGIES 311 - 315 1999年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

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Three-dimensional structure and local velocity measurement in porous media by magnetic mesonance imaging

Ogawa, Kuniyasu, Matsuka, Takeshi, Hirai, Shuichiro, Okazaki, Ken

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 65 ( 633 ) 1680 - 1687 1999年

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熱的単位操作 (上) 熱的単位操作 (上) Capter 4, 1976

稲葉英男, 吉村充司, 尾崎公一, 小川邦康, 松家剛, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集. B 編 65 ( 633 ) 1680 - 1687 1999年

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磁気共鳴イメージングによる温度・流れ場の同時計測法の開発

小川邦康, 當房誠, 入口紀男, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集 B 編 65 ( 636 ) 2791 - 2798 1999年

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熱流体計測における先端技術熱流体計測における先端技術 112, 1996

小川邦康, 松家剛, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集. B 編 65 ( 633 ) 1680 - 1687 1999年

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MRI による多孔質構造と空隙内局所流動の三次元計測

小川邦康, 松家剛, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集 B 編 65 ( 633 ) 1680 - 1687 1999年

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充てん層内流動と空隙構造の相関 (第 1 報, MRI による軸方向流速分布の計測と軸方向チャンネル流の可視化)

小川邦康, 別宮光洋, 長谷川浩巳, 橋本克巳, 平井秀一郎, 松家剛, 岡崎健

日本機械学会論文集. B 編 65 ( 633 ) 1680 - 1687 1999年

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熱流体の新しい計測法熱流体の新しい計測法, 1998

小川邦康, 當房誠, 入口紀男, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集. B 編 65 ( 636 ) 2791 - 2798 1999年

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パルスおよびフーリエ変換 NMR パルスおよびフーリエ変換 NMR 28, 1976

小川邦康, 當房誠, 入口紀男, 平井秀一郎, 岡崎健

日本機械学会論文集. B 編 65 ( 636 ) 2791 - 2798 1999年

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A new method for simultaneous measurement of temperature and velocity maps by magnetic resonance imaging

Kuniyasu Ogawa, Makoto Tobo, Norio Iriguchi, Shuichiro Hirai, Ken Okazaki

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 65 ( 636 ) 2791 - 2798 1999年

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.65.2791

Scopus

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Temperature and Velocity Measurements of Interstitial Flows by Magnetic Resonance Imaging

Ogawa, Kuniyasu, Hirai, Shuichiro, Okamoto, Ikuo, OKAZAKI, Ken

Thermal science and engineering 7 ( 6 ) 121 - 128 1999年

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Dissolution mechanism of liquid CO2 with hydrate film at the interface in high pressurized water and its thermodynamic consideration

Tabe, Yutaka, Hirai, Shuichiro, Okazaki, Ken, Kawamura, Katsuyuki, Hijikata, Kunio

Nippon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 64 ( 623 ) 2189 - 2195 1998年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Dissolution of liquid CO_2 accompanied by CO_2 clathrate-hydrate film into sea water is observed at CO_2 sequestration in ocean, which is considered to be an effective strategy of CO_2 mitigation. The dissolution mechanism was experimentally investigated by considering the relation between measured CO_2 surface concentration of hydrate-covered CO_2 droplets and CO_2 solubility. It was made clear that, in the temperature range of hydrate formation, the measured surface concentration decreases with the decrease of temperature and it exactly corresponds to CO_2 solubility. This fact indicates that the dissolution rate of a CO_2 droplet with hydrate film is controlled by the mass transfer rate of dissolved CO_2 at the droplet surface into water and the decrease of dissolution rate is caused by the decrease of CO_2 solubility in the hydrate formation region. Further, in order to clarify the decreasing mechanism of CO_2 solubility, a thermodynamic method was employed. CO_2 solubility was estimated from the relationship between the molar Gibbs free energy of water-liquid CO_2 mixture and that of hydrate and it has shown that the present method could predict the decrease of CO_2 solubility in hydrate formation region fairly well.

CiNii Books

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Mass transport phenomena of liquid CO2 with hydrate

Hirai, Shuichiro, Okazaki, Ken, Tabe, Yutaka, Hijikata, Kunio

Waste Management 17 ( 5月6日 ) 353 - 360 1998年

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Thermodynamical explanation of dissolution mechanism of liquid CO2 with clathrate-hydrate film

Y Tabe, S Hirai, K Okazaki, K Kawamura, K Hijikata

HEAT TRANSFER 1998, VOL 5 75 - 80 1998年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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Direct synthesis of methanol from methane and water-vapor mixture using ultra-dhort pulse plasma

Okazaki, Ken, Yamada, Nobuhide, Kishida, Takuya, Ogawa, Kuniyasu, Hirai, Shuichiro

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 64 ( 625 ) 3052 - 3059 1998年

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極短パルスプラズマによるメタン・水からのメタノール直接合成

岡崎健, 山田展英, 岸田拓也, 小川邦康, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 64 ( 625 ) 3052 - 3059 1998年

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気体放電気体放電 42, 1992

岡崎健, 山田展英, 岸田拓也, 小川邦康, 平井秀一郎

日本機械学会論文集. B 編 64 ( 625 ) 3052 - 3059 1998年

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高圧水との界面にハイドレート膜を伴う液体 CO2 の溶解機構とその熱力学的考察

田部豊, 平井秀一郎, 岡崎健, 河村雄行, 土方邦夫

日本機械学会論文集 B 編 64 ( 623 ) 2189 - 2195 1998年

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プラズマ材料科学ハンドブックプラズマ材料科学ハンドブック, 748-766, 1992

岡崎健, 山田展英, 岸田拓也, 小川邦康, 平井秀一郎

日本機械学会論文集. B 編 64 ( 625 ) 3052 - 3059 1998年

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混合層での渦合体における運動量および物質の輸送現象:(直接数値シミュレーションを用いた解析)

平井秀一郎, 谷口太一, 高城敏美

日本機械学会論文集 B 編 64 ( 621 ) 1299 - 1303 1998年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Mass and momentum transport phenomena in the process of vortex pairing in a spatially developing mixing layer is discussed based on the instantaneous velocity and scalar database obtained from the direct numerical simulation using 4-th order central difference scheme. It was pointed out that, as for the momentum transport, a gradient diffusion is dominant in the first half of pairing process and a counter-gradient diffusion occurs in the latter half process. On the other hand, a gradient diffusion is induced and pronounced for the mass transport in the whole process of vortex merging. A detail mechanism is discussed by analyzing the behavior of u′v′ and v′c′, which respectively represents the momentum and mass transport, in the vortex pairing process.

CiNii Books

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Analysis on retardation of mass transport in a mixing layer using direct numerical simulation 査読

S Hirai, T Taniguchi, T Takagi

KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 23 ( 6 ) 947 - 953 1997年11月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Molecular dynamics simulation for the formation of argon clathrate-hydrate structure

S Hirai, K Okazaki, S Kuraoka, K Kawamura

MICROSCALE THERMOPHYSICAL ENGINEERING 1 ( 4 ) 293 - 301 1997年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Plasma chemical reactions at atmospheric pressure for high efficiency use of hydrocarbon fuels 査読

K Okazaki, S Hirai, T Nozaki, K Ogawa, K Hijikata

ENERGY 22 ( 2-3 ) 369 - 374 1997年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/S0360-5442(96)00129-6

Web of Science

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Dissolution rate of liquid CO2 in pressurized water flows and the effect of clathrate films

S Hirai, K Okazaki, Y Tabe, K Hijikata, Y Mori

ENERGY 22 ( 2-3 ) 285 - 293 1997年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Measurement of CO2 diffusion coefficient and application of LIF in pressurized water 査読

S Hirai, K Okazaki, H Yazawa, H Ito, Y Tabe, K Hijikata

ENERGY 22 ( 2-3 ) 363 - 367 1997年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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混合層における物質輸送抑制現象の DNS 解析

平井秀一郎, 谷口太一, 高城敏美

化学工学論文集 23 ( 6 ) 947 - 953 1997年

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高電圧極短パルスプラズマ構造形成過程の解析

岡崎健, 安田真一, 平井秀一郎

日本機械学会論文集 B 編 63 ( 610 ) 2166 - 2174 1997年

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Development of Visualization Method of Temperature and Flow Fields in Non-Transparent Media by Magnetic Resonance Imaging

小川邦康, 當房誠, 入口紀男, 平井秀一郎, 岡崎健

可視化情報学会誌 17 ( 2 ) 297 - 300 1997年

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プラズマの分光計測プラズマの分光計測, 107-109, 1995

岡崎健, 安田真一, 平井秀一郎

日本機械学会論文集. B 編 63 ( 610 ) 2166 - 2174 1997年

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エネルギーシステム評価のための簡易ソフトウェア開発

土方邦夫, 平井秀一郎, 岡崎健, 小塚勝彦

エネルギー・資源 18 ( 4 ) 395 - 391 1997年

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C224 MRI による非透過性物体内の温度・流れ場の可視化法の開発

小川邦康, 當房誠, 入口紀男, 平井秀一郎, 岡崎健

可視化情報学会誌 17 ( Supplement2 ) 297 - 300 1997年

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直接シミュレーションを用いた混合層における運動量輸送抑制現象の解析

平井秀一郎, 高城敏美, 谷口太一, 戒田純一

日本機械学会論文集 B 編 63 ( 606 ) 404 - 409 1997年

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Numerical simulation for dissolution of liquid CO2 droplets covered with clathrate film in intermediate depth of ocean 査読

S Hirai, K Okazaki, Y Tabe, K Hijikata

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 38 S313 - S318 1997年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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気体放電現象気体放電現象, 175-177, 1964

岡崎健, 安田真一, 平井秀一郎

日本機械学会論文集. B 編 63 ( 610 ) 2166 - 2174 1997年

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CO2 clathrate-hydrate formation and its mechanism by molecular dynamics simulation 査読

S Hirai, K Okazaki, Y Tabe, K Kawamura

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 38 S301 - S306 1997年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Study for the stability of CO2 clathrate-hydrate using molecular dynamics simulation 査読

S Hirai, K Okazaki, S Kuraoka

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 37 ( 6-8 ) 1087 - 1092 1996年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Transport phenomena of liquid CO2 in pressurized water flow with clathrate-hydrate at the interface 査読

S Hirai, K Okazaki, N Araki, H Yazawa, H Ito, K Hijikata

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 37 ( 6-8 ) 1073 - 1078 1996年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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PARAMETERS DOMINATING SWIRL EFFECTS ON TURBULENT TRANSPORT DERIVED FROM STRESS SCALAR-FLUX TRANSPORT-EQUATION

S HIRAI, T TAKAGI

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER 38 ( 12 ) 2175 - 2182 1995年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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EXPERIMENTS FOR DYNAMIC BEHAVIOR OF CARBON-DIOXIDE IN DEEP-SEA

S HIRAI, K OKAZAKI, N ARAKI, K YOSHIMOTO, H ITO, K HIJIKATA

ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT 36 ( 6-9 ) 471 - 474 1995年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Investigation for the stability of CO2 clathrate-hydrate using molecular dynamics simulation

HIRAI, Shuichiro, OKAZAKI, Ken, KURAOKA, Shinsuke, KAWAMURA, Katsuyuki

Thermal science and engineering 3 ( 3 ) 69 - 74 1995年

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NONINTRUSIVE GAS-PRESSURE MEASUREMENT BY LASER-INDUCED FLUORESCENCE FROM NO MOLECULES

S HIRAI, T TAKAGI, T UENO

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES B-FLUIDS AND THERMAL ENGINEERING 37 ( 3 ) 583 - 587 1994年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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レーザプラズマ誘起蛍光を用いたガス圧力の高感度計測

平井秀一郎, 高城敏美, 久保方宏, 中野康正

日本機械学会論文集 B 編 59 ( 566 ) 3113 - 3118 1993年

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流線の曲率効果を包含した圧力ひずみ相関モデルと旋回乱流減衰過程の予測: 第 2 報, 長い円管内での旋回乱流減衰過程の数値予測

平井秀一郎, 高城敏美, 高田正彦

日本機械学会論文集 B 編 59 ( 565 ) 2782 - 2789 1993年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Numerical predictions employing three types of stress equation models, which are those of Launder et al. , Gibson-Younis and the authors' are conducted and compared with an experiment of turbulent decaying swirling flow in a long circular pipe. The accuracy of the prediction with the authors' model is demonstrated as compared with those of Launder et al. and Gibson-Younis. Characteristic momentum transport induced by swirl is interpreted with respect to the interaction between production and pressure-strain-rate terms. In particular, it is stressed that it is important to consider the effect of isotropization on source-like terms which appear in convection terms.

CiNii Books

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TURBULENT TRANSPORT OF MOMENTUM AND SCALARS IN SWIRLING FLOWS WITH AND WITHOUT COMBUSTION 査読

T TAKAGI, S HIRAI

TRANSPORT PHENOMENA IN THERMAL ENGINEERING, VOLS 1 AND 2 1 - 9 1993年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）

Web of Science

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流線の曲率効果を包含した圧力ひずみ相関モデルと旋回乱流減衰過程の予測: 第 1 報, 圧力ひずみ相関項モデルの構築

平井秀一郎, 高城敏美, 高田正彦

日本機械学会論文集 B 編 59 ( 565 ) 2777 - 2781 1993年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

A new pressure-strain-rate correlation model in a Reynolds stress equation is proposed. When a Reynolds stress equation is written in other than Cartesian coordinates, source-like terms arise in convection terms. The present model incorporates the effect of isotropization on the source-like terms. New model constants are determined to satisfy four basic criteria simultaneously : (1) the effect of streamline curvature, (2) measured stress levels in homogeneous free shear flow, (3) analytical results for rapid distortion theory and (4) return to isotropy in grid turbulence decay.

CiNii Books

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応力・スカラフラックス方程式による旋回乱流輸送特性パラメータの導出

平井秀一郎, 高城敏美

日本機械学会論文集 B 編 58 ( 547 ) 921 - 928 1992年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Parameters dominating the characteristics of turbulent transport in swirling flows are derived, paying attention to the production terms appearing in transport equations of stress and scalar flux. Signs of (vw)^^^- and ∂(rW)/∂r are the factors which determine the characteristics of production of stress (uυ)^^^- and flux (υc)^^^-. In the case of ∂(rW)/∂r≤0 and (υw)^^^->0, swirl has an effect of promotion on turbulent transport, whereas in the case of ∂(rW)/∂r>0 and (υw)^^^-≤0. it has an effect of suppression. In the case of ∂(rW)/∂r>0 and (υw)^^^->0, swirl can take either of the effects.

DOI： 10.1299/kikaib.58.921

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NUMERICAL PREDICTION OF TURBULENT MIXING IN A VARIABLE-DENSITY SWIRLING PIPE-FLOW

S HIRAI, T TAKAGI

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER 34 ( 12 ) 3143 - 3150 1991年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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管内旋回乱流火炎における流動・混合および燃焼の予測解析

高城敏美, 平井秀一郎, 沖裕壮

日本機械学会論文集 B 編 57 ( 534 ) 715 - 720 1991年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Numerical calculations of the flow, mixing and combustion in the turbulent swirling flame in a tube were conducted based on the density-weighted Reynolds-stress/flux equation model. Computed axial and tangential velocity components, temperature and species concentration were compared with experimental ones. Swirl effects were investigated by comparing the results of swirling and nonswirling conditions. Computations could predict the retardation of the turbulent mixing due to swirl observed in the experiment. Effects of swirl on the flow, mixing and combustion were interpreted. The importance of two types of the negative production terms, one including the swirl velocity and the other the interaction between density fluctuation and swirl-induced pressure gradient, was emphasized.

DOI： 10.1299/kikaib.57.715

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一酸化窒素分子からのレーザ誘起蛍光を用いたガス圧力の非接触計測 (新編集方針に基づく論文)

平井秀一郎, 高城敏美, 上野徹, 久保方宏, 越智靖之

日本機械学会論文集 B 編 57 ( 542 ) 3636 - 3640 1991年

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よう素分子からのレーザ誘起蛍光を用いたガス圧力の非接触計測 (新編集方針に基づく論文)

平井秀一郎, 高城敏美, 上野徹, 久保方宏, 越智靖之, 岡田基裕

日本機械学会論文集 B 編 57 ( 542 ) 3630 - 3635 1991年

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NUMERICAL PREDICTION OF FLOW CHARACTERISTICS AND RETARDATION OF MIXING IN A TURBULENT SWIRLING FLOW

S HIRAI, T TAKAGI, T HIGASHIYA

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER 32 ( 1 ) 121 - 130 1989年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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密度不均質を伴う円管内旋回乱流混合特性の数値予測

平井秀一郎, 高城敏美

日本機械学会論文集 B 編 55 ( 516 ) 2500 - 2507 1989年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Numerical predictions are compared with the results of experimentation on turbulent mixing in swirling pipe flows with density nonhomogeneity induced by the mixing of He or CO₂ with air. Computations employ two kinds of stress/flux equation models : The density-weighted Favre-averaged form and the density-unweighted conventional time-averaged form. The calculation based on the former model can predict that the mixing of He with air will be more strongly suppressed than the mixing of Co₂, whereas the latter model fails to predict this. The possible interpretations of the interrelation between turbulent mixing, density nonhomogeneity and swirl-induced pressure gradient are presented.

DOI： 10.1299/kikaib.55.2500

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PREDICTIONS OF THE LAMINARIZATION PHENOMENA IN AN AXIALLY ROTATING PIPE-FLOW

S HIRAI, T TAKAGI, M MATSUMOTO

JOURNAL OF FLUIDS ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME 110 ( 4 ) 424 - 430 1988年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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PREDICTION OF HEAT-TRANSFER DETERIORATION IN TURBULENT SWIRLING PIPE-FLOW

S HIRAI, T TAKAGI

JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES II-FLUIDS ENGINEERING HEAT TRANSFER POWER COMBUSTION THERMOPHYSICAL PROPERTIES 31 ( 4 ) 694 - 700 1988年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Web of Science

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Numerical predictions of flow characteristics and momentum transports in a turbulent swirling pipe flow.

Hirai, Shuichiro, Takagi, Toshimi, Higashiya, Teruyoshi

TRANS. JAPAN SOC. MECH. ENG.(SER. B). 54 ( 504 ) 1962 - 1969 1988年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Numerical predictions are compared with the experiments of turbulent swirling flow in a stationary pipe. Two kinds of turbulence models, the k-ε two equation model and the stress equation model, are applied in the present calculations. The applicability of the turbulence models is tested. The characteristics of axial and tangential velocity profile in the presence of the swirl can be predicted by applying the stress equation turbulence model, whereas the k-ε two equation model fails to predict this. The comprehensible interpretations of the phenomena, especially the retardation of the turbulent transport of momentum due to the swirl, are presented. The suppression of the transport of axial momentum in the radial direction is caused by the additional production term, including the tangential velocity component .The anisotropy of Reynolds normal stresses has the effect of transporting the tangential momentum towards the central axis.

DOI： 10.1299/kikaib.54.1962

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円管内旋回乱流における流動および運動量輸送の予測解析

平井秀一郎, 高城敏美, 東谷輝義

日本機械学会論文集 B 編 54 ( 504 ) 1962 - 1969 1988年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Numerical predictions are compared with the experiments of turbulent swirling flow in a stationary pipe. Two kinds of turbulence models, the k-ε two equation model and the stress equation model, are applied in the present calculations. The applicability of the turbulence models is tested. The characteristics of axial and tangential velocity profile in the presence of the swirl can be predicted by applying the stress equation turbulence model, whereas the k-ε two equation model fails to predict this. The comprehensible interpretations of the phenomena, especially the retardation of the turbulent transport of momentum due to the swirl, are presented. The suppression of the transport of axial momentum in the radial direction is caused by the additional production term, including the tangential velocity component .The anisotropy of Reynolds normal stresses has the effect of transporting the tangential momentum towards the central axis.

DOI： 10.1299/kikaib.54.1962

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Trans. of ASME, J. Heat Transfer Trans. of ASME, J. Heat Transfer 110 (2), 378-384, 1988

Ogawa, Kuniyasu, Hirai, Shuichiro, Okamoto, Ikuo, OKAZAKI, Ken

Trans. of ASME 110 ( 2 ) 378 - 384 1988年

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Effect of Swirl on the Turbulent Transport of Momentum in a Concentric Annulus with a Rotating Inner Cylinder: Series B: Fluid Engineering Heat Transfer Combustion, Power Thermophysical Properties

HIRAI, Shuichiro, TAKAGI, Toshimi, TANAKA, Kazuhiro, KIDA, Kenji

JSME international journal: bulletin of the JSME 30 ( 268 ) 1987年

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回転同心二重円管内乱流場の運動量輸送に及ぼす旋回の影響

平井秀一郎, 高城敏美, 田中和洋, 来田憲治

日本機械学会論文集 B 編 53 ( 486 ) 432 - 437 1987年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Experimental studies have been conducted to investigate the effects of the swirl on the turbulent transport of momentum in a concentric annulus with a rotating inner cylinder. Direct measurements of turbulent transport of momentum were made by correlating fluctuations of two velocity components which were detected by a two-color laser Doppler velocimeter. It was observed that the Reynolds stresses increse due to the swirl. The magnitude of the production terms of the transport equations of the turbulent fluxes of momentum were estimated. The dominating terms are pointed out to illustrate the processes of interactions between momentum fluxes and the swirl.

DOI： 10.1299/kikaib.53.432

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管内旋回乱流における層流化現象の予測

平井秀一郎, 高城敏美, 松本全陽

日本機械学会論文集 B 編 52 ( 476 ) 1608 - 1616 1986年

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記述言語：日本語出版者・発行元：The Japan Society of Mechanical Engineers

Numerical predictions are compared with the experiments of swirling turbulent flows in a tube where the swirl is derived by the tube wall rotating around the tube axis. The laminar-like flow velocity profiles and the characteristic behavior due to the swirl can be predicted by applying the stress-equations turbulent model. However, predictions applying the k-ε two-equation model do not agree with them, and their comprehensible interpretations are presented.

DOI： 10.1299/kikaib.52.1608

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ふぇらむ: 日本鉄鋼協会会報= Bulletin of the Iron and Steel Institute of Japan 10 (2), 88-96, 2005-02-01

山尾文孝, 佐々健介, 岩井一彦, 浅井滋生, 窪田征弘, 吉川昇, 谷口尚司, 末包哲也, 小路宏幸, 平井秀一郎

J. Chem. Phys 22 ( 4 ) 1954年

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MISC

CO₂地中隔離のX線CT計測—X-ray CT of CO₂ Geological Sequestration—X線CTの計測への応用

植村豪, 平井秀一郎

非破壊検査 : Jjournal of the Japanese Society for Non-destructive Inspection / 日本非破壊検査協会編 68 ( 5 ) 231 - 235 2019年5月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本非破壊検査協会

CiNii Books

CiNii Research

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燃料電池触媒インク調製・撹拌過程における変質劣化反応

植村豪, 笹部崇, 酒井勝則, 松本英俊, 杉森秀和, 篠原和彦, 平井秀一郎

電池討論会PDF要旨集(CD-ROM) 60th 2019年

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J-GLOBAL

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燃料電池触媒インク調製における変質劣化反応

植村豪, 笹部崇, 酒井勝則, 松本英俊, 杉森秀一, 篠原和彦, 平井秀一郎

日本機械学会熱工学コンファレンス講演論文集(CD-ROM) 2019 2019年

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J-GLOBAL

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時分割X線散乱法を用いた燃料電池用触媒層形成過程の構造解析

古賀舞都, 鴻巣裕一, 松本英俊, 戸木田雅利, 増永啓康, 引間孝明, 杉森秀一, 笹部崇, 吉田利彦, 篠原和彦, 平井秀一郎

成形加工シンポジア 2017 2017年

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J-GLOBAL

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Migration and trapping phenomena of buoyancy-driven CO2 in water-saturated porous media using lattice Boltzmann method

S. Uemura, A. Noda, S. Tsushima, S. Hirai

Petroleum Abstracts 56 ( 19 ) 98 2016年5月

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掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

DOI： 10.1615/JPorMedia.v18.i1.70

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D145 フロー型リチウム空気電池における物質移動・反応の数値シミュレーション(OS-05:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(1))

桝田哲太郎, 植村豪, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 "D145 - 1"-"D145-2" 2015年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Lithium air batteries have received much attention recently. However, they have a problem with their low output density due to insufficiency of oxygen. In this study, we focused on lithium air batteries with an electrolyte flow which were considered to promote oxygen transfer. We calculated an electrolyte flow and oxygen transport in the cathodes by Lattice Boltzmann Method (LBM). Then, we compared output performances and pump performances, which achieve the target output (70 kW), between various structures of the cathodes. As a result, it is considered that reducing the flow rate of the pumps is strongly required to realize the reasonable performances of lithium air flow batteries.

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B124 PEFC低温排熱利用におけるマイクロチャンネル内メタノール水溶液の相変化現象(OS-8:マイクロ・ナノ熱工学(2))

深井勝行, 植村豪, 青木努, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 "B124 - 1"-"B124-2" 2015年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Compact power generation systems which consist of methanol reformer and Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) are greatly required as emergency power source. In this system, PEFC exhaust heat can be utilized for evaporating water/methanol solution before reforming. To use PEFC exhaust heat (about 80〜90 °C), a microchannel heat exchanger is suggested as an evaporator because of supplying heat more efficiently. However, phase change phenomena of water/methanol solution in a microchannel are not clarified. In this study, the double-pipe heat exchanger including the microchannel was developed. Then, phase change phenomena in the microchannel were visualized with varying concentration, flow rate and pressure.

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G224 シリカゲル水分吸脱着のX線CT可視化解析(OS-12:先端計測による熱工学の学際的展開(3))

安田圭介, 植村豪, 伊藤睦弘, 中野義夫, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 "G224 - 1"-"G224-2" 2015年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Adsorption heat pump system is expected to increase energy efficiency. However, insufficient performance of the system is still a critical issue. To improve the efficiency, fundamental phenomena of water adsorption and desorption on silica gel need to be elucidated. In this study, adsorption and desorption process on silica gel were investigated by using X-ray computed tomography. As a result, water distribution on silica gel during adsorption and desorption process was visualized successfully. The visualized images indicated that the desorption process occurs uniformly in the silica gel. On the other hand, the non-uniform water distribution was observed in the adsorption process. It suggested that the outer part of the silica gel adsorbed more water than the inner part.

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D143 低エネルギーX線CT計測による水系リチウム空気電池電極内析出挙動の可視化(OS-05:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(1))

古山知諒, 植村豪, 笹部崇, 今西誠之, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 "D143 - 1"-"D143-2" 2015年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Lithium-air battery attracts great attention because of its high energy density. The great advantage of an aqueous type is that discharge reaction products can be soluble in electrolytes. However, it precipitates in the positive electrode when the concentration of the electrolyte excesses its solubility. It is considered that the discharge reaction products cause cell performance degradation and its precipitation mechanism needs to be clarified. In this study, we observed the discharge reaction product in the positive electrode by using low energy X-ray computed tomography (CT). As a result, it was clearly shown that the discharge reaction products were mainly produced in the positive electrode near the electrolyte.

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D144 溶解酸素濃度がリチウム空気電池の分極現象に及ぼす影響(OS-05:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(1))

鳥飼孝介, 植村豪, 笹部崇, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 "D144 - 1"-"D144-2" 2015年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Lithium air batteries receive significant interest because of their extremely high theoretical energy density. However, low solubility of oxygen in aqueous electrolyte limit oxygen transport to the reaction site, and effects of dissolved oxygen concentration on battery performance have to be understood fundamentally. In this study, oxygen concentration in aqueous electrolyte and thickness of the positive electrode were changed. As a result, strong impact of dissolved oxygen concentration on discharge characteristics were observed, and importance of enhancement of the oxygen transport to the reaction site was suggested.

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D132 原油増進回収における油/CO_2超臨界混和の解析

久保田英之, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 "D132 - 1"-"D132-2" 2014年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Improvement of the oil recovery rate is important issue for carbon dioxide enhanced oil recovery (CO_2EOR); however, effective way to improve the efficiency of CO_2EOR is still not completely understood because of complexity of dissolution phenomena; swelling, reduction of viscosity and interface tension. In this study, mixing process of decane/CO_2 was observed under miscible condition, i.e. high pressure and high temperature. As the result, dissolution phenomenon was observed directly by injecting CO_2 into decane. Dissolution process of CO_2 in decane phase was also obtained by Raman spectroscopy.

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H111 リチウム空気電池多孔質電極内の固相析出・溶解in-situ三次元可視化

植村豪, 桝田哲太郎, 津島将司, 今西誠之, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 "H111 - 1"-"H111-2" 2014年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

The great advantage of the aqueous Li-air battery is that the discharge reaction product LiOH is soluble in H_2O; however, LiOHH2_O precipitates in the air-electrode when concentration excesses the solubility. It is considered to cause cell performance degradation, and its mechanism needs to be clarified. In this study, we succeeded to observe precipitation of solid phase on carbon fibers after discharge process and charge/discharge cycle by using a soft X-ray inclined CT. Then, the charge/discharge characteristics suggested that the solid phases degraded cell performance due to the concentration overpotential of O_2. The solid phases did not disappear despite charging because OFT was provided from the bulk before they dissolved.

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H123 PEFCカソード側MPLの微細構造が液水輸送と発電特性に及ぼす影響

奥畑剛, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 "H123 - 1"-"H123-2" 2014年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Microporous layer (MPL) has a dramatic effect on water management in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), because its microstructure reduces liquid water accumulation at cathode CL/GDL interface. In this paper, the microstructure of MPLs fabricated from different carbon black (CB) loadings was observed using scanning electron microscope (SEM). Furthermore, the effect of CB loading of MPL on the liquid water transport and performance characteristics in a PEFC was experimentally investigated. It was found that several particle agglomerates are formed in the MPL with high CB loading of 4.0 mg/cm^2, and effective in alleviating water flooding in the cathode electrode.

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CCSに関する研究動向 (特集石炭火力発電)

植村豪, 平井秀一郎

日本ガスタービン学会誌 42 ( 4 ) 310 - 316 2014年7月

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本ガスタービン学会

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軟X線イメージングによるPEFC内液水挙動のin situ可視化技術 (特集燃料電池に関連する基礎研究(2))

ペンサイディーワンサイ, 津島将司, 平井秀一郎

燃料電池 13 ( 3 ) 31 - 37 2014年

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記述言語：日本語出版者・発行元：燃料電池開発情報センター

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G113 多孔質内二相流のミクロ計測技術開発による原油増進回収の可視化(OS-7:マイクロ・ナノ熱工学(1))

小池史明, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 201 - 202 2013年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Surfactant flooding is one of the enhanced oil recovery processes to recover residual oil from oil reservoirs. It is considered that reduction of interfacial tension by surfactants improves mobility of trapped oil in porous media. However, its fundamental mechanism is not clarified. A measurement technique to visualize the two-phase flow of oil and aqueous surfactant solution in porous media was developed by using refractive index matching method. Therefore, the micro-scale dynamics of oil recovery via surfactant flooding was investigated. Mobilization and coalescence of residual oil droplets were observed through surfactant injection.

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I143 PEFCカソード電極内水分輸送におけるマイクロポーラス層の影響評価(OS-5:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(4))

奥畑剛, 大村究, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 293 - 294 2013年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Microporous layer (MPL) has a dramatic effect on the durability and water management of polymer electrolyte fuel cell (PEFC). In this paper, the visualization and quantitative analysis of the liquid droplet behavior at the GDL/channel and MPL/GDL interfaces of an operating fuel cell were performed using a digital microscope, and the effect of MPL addition on the liquid water transport in the cathode electrode was investigated. It was found that the MPL addition effectively suppresses the liquid water accumulation at the cathode CL/GDL interface.

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I122 リチウム空気電池電解液内物質移動の数値シミュレーション(OS-5:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(2))

柴田一喜, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 275 - 276 2013年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Li-air battery has attracted much attention because of its large theoretical capacity. Aqueous type has an advantage of avoiding an issue pore clogging because the reaction products are water soluble. Detailed assessments of material behavior in the battery are important to make practical. We have not however got the knowledge because of complexity structure at porous media of cathode side. In this study, we made a numerical simulation using Lattice Boltzmann Method (LBM) to calculate a distribution of Li^+(Cl^-), electric potential and O_2. Interpretations between the transport/reduction of Li^+ and O_2 are made in detail.

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D225 二相系LBMの安定化手法の開発とCO_2地中隔離解析(一般講演(8))

坪井優介, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 353 - 354 2013年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CO_2 geological sequestration is considered as one of the effective technology to mitigate global warming by reducing CO_2 emission into the atmosphere. A new storage method that is using micro or nano scale CO_2 was proposed to realize stable capillary trap in aquifer; however, detail of the mechanism is not clarified. In this study, we employed Lattice Boltzmann Method (LBM) to investigate the two-phase flow in the porous media. In order to realize simulation of micro-scale CO_2, stabilization methodology of two-phase separation was discussed from the view point of chemical potential. As the result, LBM of micro-scale CO_2 in the porous media was performed stably.

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I124 電解質溶液内の物質移動のMRI計測(OS-5:燃料電池・二次電池関連研究の新展開(2))

千葉弘樹, 入口紀男, 津島将司, 植村豪, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 279 - 280 2013年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Electrolyte solution is often encountered in many energy related devices, i.e., Li/Air batteries and electrolyzers. However, mass transport phenomena of Li/Air batteries are not completely clarified. We visualized mass transport phenomena in an aqueous solution of lithium chloride as an electrolyte of a Li/Air battery by using MRI. We visualized ionic transportations in the electrolyte by measuring water molecules' transportations. We electrolyzed LiClaq using a pair of carbon electrodes and a pair of copper electrodes. When LiClaq was electrolyzed using carbon electrodes, the convection like Benard cells was observed. Similarly, when we used copper electrodes, the density induced convection by copper ions was observed.

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J061052 櫛刃構造フローバッテリーにおける反応流動シミュレーション(〔J061-05〕燃料電池・二次電池におけるナノ・マイクロ現象とマクロ性能(5):各種電池)

津島将司, 佐々木肖, 平井秀一郎

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2013 "J061052 - 1"-"J061052-4" 2013年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Numerical investigation on two-dimensional flow fields and reaction distribution in a Vanadium redox flow battery has been presented. A numerical model with finite element method has been constructed to consider kinetics of electrode reactions, ion equilibrium and transport in an acid electrolyte solution with flow convection in porous electrodes taken into account. Cell performance and ionic species distributions in a membrane electrode assembly have been examined. It is shown that thickness of the electrodes significantly affects polarization curves of the cell, also suggesting that a thinner electrode with larger active surface area gives better performance in Vanadium redox flow batteries.

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研究最前線軟X線を用いた燃料電池・二次電池の高分解能「その場」計測

津島将司, 平井秀一郎

Nanofiber : ナノファイバー学会誌 4 ( 1 ) 32 - 35 2013年7月

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記述言語：日本語出版者・発行元：ナノファイバー学会

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次世代大フラックス電池に求められる輸送現象の解明と制御 (特集伝熱工学が導く熱利用・熱マネジメント技術最前線)

津島将司, 平井秀一郎

機能材料 33 ( 7 ) 35 - 43 2013年7月

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記述言語：日本語出版者・発行元：シーエムシー出版

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1111 PEFCプラッギング抑制のための流路パターン及び壁面濡れ性の有効性評価(GS-8 動力エネルギー(1))

石崎勇吾, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2013 ( 88 ) "11 - 21" 2013年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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1112 断面可視化手法によるPEFCカソード側GDL/流路界面の液水挙動観察(GS-8 動力エネルギー(1))

村西徹, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2013 ( 88 ) "11 - 22" 2013年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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F115 PEFCカソード側ガス拡散層の貫通構造が液水排出挙動に及ぼす効果(OS-12: 燃料電池関連研究の新展開(1))

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 173 - 174 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In order to alleviate liquid water flooding in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is essential to design the optimum electrode structure on cathode side. In this study, the liquid water behavior in the cathode flow field of an operating PEFC was directly visualized using a high-resolution digital CCD camera, and the effect of perforation structure of cathode gas diffusion layer (GDL) on the liquid water transport and cell performance was investigated. The perforation holes were cut in the porous GDL by electric discharge machining or micro-driling technique. It was noted that the hydrophobic perforation holes machined by the micro-driling technique are effective in removing liquid water in the cathode GDL.

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G125 多孔質内二相流のX線CT計測による原油増進回収の可視化(OS-9: エネルギー・CO_2削減(2))

鈴木雄大, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 213 - 214 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Improvement of oil recovery rate is of great importance for carbon dioxide enhanced oil recovery (CO_2EOR), and fundamental mechanism of Oil/CO_2 two-phase flow in porous media is need to be clarified. However, flow process is still not completely understood because of the difficluty of experimental flow visualization. In this study, CO_2 was injected into a packed bed of silica sand that was saturated by decane, and two-phase flow process of decane/CO_2 under high pressure was visualized by using micro-focus X-Ray CT. As the result, three-dimensional behavior of the CO_2 distribution was clearly observed.

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I114 異なる相が多孔質内に流入する過程のLBM解析(OS-16: 多孔質体内の熱物質輸送と応用(1))

山本知央, 坂下俊, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 267 - 268 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In the article, we conducted lattice Boltzmann simulation (LBM) to investigate microscopic two-phase flow behaviors in homogeneous sphere packing medium and heterogeneous porous medium. A two-phase LBM model showed its feasibility to independently investigate effects of contact angle and surface tension on flow behaviors It was observed that liquid water invasion was affected by hydrophobicity of the surface wall in the medium and this was attributed to meniscus formed by liquid and gas phases.

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F121 高温運転PEFCにおける液水挙動の軟X線in situ 可視化(OS-12: 燃料電池関連研究の新展開(2))

ディーフンサイペンサイ, 笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 175 - 176 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

We performed in situ through-plane visualization of liquid water distribution in a polymer electrolyte fuel cell operating at 30℃, 50℃, and 70℃ by using high-resolution soft X-ray radiography. Less liquid water accumulation in the membrane electrode assembly was observed in the elevated operating temperature. These observations indicated that water generated in the electrode is mainly transported as vapor phase at higher temperature conditions. It was also confirmed that liquid water accumulation was less significant in the micro porous layer than those in the gas diffusion layer.

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G123 原油増進回収のCO_2溶解による油の体積膨張(OS-9: エネルギー・CO_2削減(2))

福島瑛介, 植村豪, 津島将司, 原田亮, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 209 - 210 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Improvement of the oil recovery rate is of great importance for carbon dioxide enhanced oil recovery (CO_2EOR). However, effective way to improve the efficiency of CO_2EOR is still not completely understood because of complexity of dissolution phenomena; swelling, reduction of viscosity and interface tension. In this study, fundamental dissolution and swelling process of decane/ CO_2 was observed under high pressure. As the result, it was calculated that the rate of swelling in the vicinity of the interface increases rapidly. It was also observed that the partial pressure of CO_2 has a dominant influence on the rate of swelling.

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G122 原油増進回収におけるCO_2/油系三相平衡の可視化解析(OS-9: エネルギー・CO_2削減(2))

竹之内啓侑, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 207 - 208 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

An understanding of dissolution process and phase behavior in oil/CO_2 binary system under high pressure are of great importance to improve the oil recovery rate in carbon dioxide enhanced oil recovery (CO_2EOR). However, the non-equiliborium systems are less well understood even though the equilibrium phase behaviors in the binary systems have been reported by many researchers. In this study, the non-equilibrium dissolution process in decane/CO_2 binary system was observed. CO_2 concentration disribution in the liquid phase was measured by using laser Raman spectroscopy. Moreover, liquid-liquid-vapor three phase equilibrium in decane/CO_2 binary system was successfully observed when the pressure is being reduced.

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F114 低加湿運転PEFCのストイキ比及び加湿条件が膜厚方向の水分輸送に及ぼす影響(OS-12: 燃料電池関連研究の新展開(1))

麻雅哉, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 171 - 172 2012年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

To alleviate membrane dryout in PEFCs under low-humidity operation, it is essential to understand and control water crossover through electrolyte membrane. This paper presented a novel method for quantitatively measuring the water vapor distribution in the gas channel of a low-humidity PEFC using humidity test paper (HTP), and investigated the effects of stoichiometry and gas humidification on the water transport in the anode. Furthermore, the flow distributions of hydrogen and water vapor on the anode side were estimated based on current distribution measurement, and the local water transport coefficient through the membrane was numerically predicted. It was found that the low stoichimetric cathode flow enhances the back-diffusion of product water across the membrane, and suppresses the membrane dehydration.

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D204 貫通構造を有するPEFCガス拡散層内における液水挙動計測(OS5 水素・燃料電池)

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム 2012 ( 17 ) 347 - 348 2012年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In order to alleviate liquid water flooding in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is essential to design the optimum electrode structure on cathode side. In this study, the dynamic behavior of water droplets in an operating PEFC was optically visualized using a high-resolution microscope, and the effect of perforation structure of cathode gas diffusion layer (GDL) on the liquid water transport and cell performance was investigated. The perforation holes were cut in the porous GDL by electric discharge machining and micro-drilling technique. It is noted that the hydrophobic perforation hole machined by the micro-drilling technique effectively promotes the liquid droplet removal from the cathode GDL.

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F222 地中隔離における多孔質内超臨界CO_2/水二相流動LBM解析(OS-6:多孔質の最近の進展(3))

野田豊人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2011 335 - 336 2011年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CO_2 geological sequestration is considered as one of the effective technology to mitigate global warming by reducing carbon dioxide (CO_2) emission into the atmosphere. However, density difference between CO_2 and water causes buoyancy effect and CO_2 migrates slowly upward in the aquifer. In order to clarify the fundamental mechanism of CO_2 migration, microscopic study of immiscible two-phase flow of CO_2 and water in porous media is necessary. In this study, Lattice Boltzmann method (LBM) for supercritical-CO_2/water two-phase flow in a porous media has been performed under geological storage condition. Migration process of CO_2 droplet was visualized and analyzed in micro pore scale.

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A115 EORのためのCO_2溶解現象の分子動力学解析(OS-1:環境・再生可能エネルギ(1))

小寺厚, 平井秀一郎, 植村豪, 津島将司, 河村雄行

熱工学コンファレンス講演論文集 2011 9 - 10 2011年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CO_2 dissolution phenomena are important issues in enhanced oil recovery (EOR). Fundamental mechanism of them, however, is not clarified. In this study, CO_2 dissolution in cyclohexane (C_6H_<12>) was investigated by molecular dynamics simulations. Although CO_2 seems to be dissolved into C_6H_<12> which shows distinct difference to the case of CO_2/H_2O, aggregation of CO_2 molecules was observed under the condition of high CO_2 mole fraction. Furthermore, dissolution process in the CO_2/C_6H_<12> interface was enhanced in the case of supercritical CO_2, compared with that of liquid CO_2.

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S053021 ラマン分光法・密度汎関数法による固体高分子電解質膜内の水吸着状態解析([S05302]次世代電池のナノ・マイクロフルイディクス(2))

田渕雄一郎, 岩本祐樹, 伊藤礼, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会 : Mechanical Engineering Congress, Japan 2011 "S053021 - 1"-"S053021-4" 2011年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Proton and water transport through polymer electrolyte membrane have great impacts on the cell performance under low relative humicity and high current density operation. In particular, proton transport are strongly related to state of water in the PEM. However, its mechanism is not yet fully understood. In this study, state of water in PEM was evaluated from OH stretching vibration mode obtained by micro-Raman spectroscopy. Density functional theory was adopted for the analysis of micro-Raman results. The results suggested that OH vibration peak around 3200 cm^-1 could be due to water molecule network, which affected proton conductivity under low relative humicity condition.

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G205 背景差分法に基づくPEFCカソード電極内の液滴画像計測(OS5 水素・燃料電池)

西田耕介, 田中慎太郎, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム 2011 ( 16 ) 449 - 452 2011年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In order to alleviate water flooding in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is essential to understand the fundamental phenomena of liquid water transport in cathode electrode of operating fuel cell. This study presented a novel imaging technique for quantitatively evaluating the liquid water droplets discharged from the cathode gas diffusion layer (GDL) of a PEFC using background subtraction method. Furthermore, the current density distribution in the cathode was measured using segmented cell structure concept, and the water balance in the membrane electrode assembly (MEA) was investigated. It was found that the liquid water distribution on the cathode GDL surface has the maximum value in the midstream region of the counter-flow fuel cell.

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G204 乾燥度試験紙を用いた低加湿運転PEFCセル内の水分輸送の解明と制御(OS5 水素・燃料電池)

平得永基, 横井陽馬, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム 2011 ( 16 ) 447 - 448 2011年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

To alleviate membrane dryout in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) under low-humidity operation, it is necessary to control water transport inside operating fuel cell. In this study, the water vapor distribution in the anode channel of a low-humidity PEFC was quantitatively evaluated by using humidity test paper (HTP), and the effects of gas humidification and MPL addition on the water transport inside the fuel cell were investigated. It was found that the MPL addition on the cathode side significantly enhances the back diffusion of water and improves the membrane hydration.

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軟X線による燃料電池内水分可視化

津島将司, 平井秀一郎

Isotope news ( 684 ) 2 - 6 2011年4月

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記述言語：日本語

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G214 原油増進回収における油/超臨界CO_2混和形成過程の観察とラマン分光計測(一般講演)

伊藤礼, 植村豪, 津島将司, 原田亮, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 363 - 364 2010年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Improvement of the oil recovery rate is of great importance for carbon dioxide enhanced oil recovery (CO_2EOR). Mixing phenomena of oil/CO_2 under high pressure is one of the most fundamental mechanisms in CO_2EOR, however, the mixing process is still not completely understood because of complexity of swelling, reduction of kinetics and interface tension. In this study, fundamental mixing process of decane/CO_2 was observed under high pressure. As the result, different mixing behavior was observed by changing concentration gradient of CO_2 in oil phase with a stirrer. Raman spectra which indicated dissolution process of oil in CO_2 phase were also obtained.

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A222 X線CT計測を用いた水飽和多孔質中における浮力の影響に関するCCSの研究(OS-3:多孔質体内の伝熱(II))

片岡亮人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 243 - 244 2010年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CCS is considered as an effective technology to reduce CO_2 emissions into the atmosphere. Geological sequestration is an immediately available and technologically feasible method, however, upward migration of CO_2 is caused by gravity. The evaluation of the storage site and the assessment of CO_2 leakage risks and storage costs are needed. In this paper, experimental research on buoyancy effect of air phase in a water saturated porous media is studied. Injected air into a packed bed of glass beads containing water was visualized by micro-focus X-Ray CT. As the result, the behavior of the air phase driven by buoyancy effect was clearly observed.

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C212 液水挙動を考慮したPEFC触媒層のLBM解析(OS-5:燃料電池関連研究の新展開(I))

坪田晶博, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 275 - 276 2010年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Liquid water in cathode catalyst layers (CLs) in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) affects performance of PEMFCs. To evaluate an effect of liquid water, we developed a calculation method with Lattice Boltzmann method (LBM) and pore network modeling (PNM). LBM was used to calculate oxygen, proton and electron transport in a model CLs while PNM was used to obtain liquid water transport. We successfully demonstrated this novel calculation method useful to investigate liquid water behaviors and its effect on overall cell performance in the cathode catalyst layer in PEMFC.

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C211 固体高分子形燃料電池触媒層のAFM計測(OS-5:燃料電池関連研究の新展開(I))

永井邦雄, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 273 - 274 2010年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

To improve energy efficiency with reduction of cost in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), optimization of PEFC electrode structure with sufficient oxygen, proton and electro supply is of great importance. Visualization of current path in catalyst layer (CLs) gives us a fruitful insight to understand the structure and mechanism of electrodes. In this study, PEFC electrodes were investigated using atomic force microscopy (AFM). We measured modeled catalyst layers deposited on stainless substrate using current sensing AFM to investigate distribution of electric current across the CLs. The conductive area decreased with ionomer content and current percolation limit was 75-80wt.% ionomer content. We also conducted AFM visualization of cross section of electrodes that was prepared by cross sectional polishing (CP) to investigate nano-scale structure of catalyst layer. It was shown that the carbon agglomerates were 35-70nm in diameter.

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B141 ミクロ多孔質における微粒子輸送・堆積のLBM解析(OS-4:マイクロ・ナノ熱工学(II))

北山大介, 津島将司, 坂下俊, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 55 - 56 2010年10月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this article, we discuss microscopic behavior of the particle in micro porous media such as Diesel Particulate Filter (DPF). We developed a numerical simulation technique on particle transport and deposition using a Lattice Boltzmann Method, that was applied to the DPF structures obtained by micro-focus X-ray Computed Tomography. The LBM simulation on a small DPF domain showed a pressure drop curve related to the transition of filtration phenomena. We also conducted the LBM simulation on a large DPF domain. Particle deposition was identified in the middle of porous domain, resulting in variation of stream line due to particle loading.

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F205 地中隔離における砂岩内CO_2の高空間分解能X線CT計測(OS11 温暖化対策とCO_2削減技術),動力エネルギーシステム部門20周年,次の20年への新展開)

植村豪, 片岡亮人, 深堀大地, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集 : シンポジウム 2010 ( 15 ) 471 - 472 2010年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

The CO_2 geological storage is considered as an effective technology to reduce CO_2 emissions into the atmosphere. Field tests of CO_2 geological storage are proceeding in many part of the world recently. However, the behavior of injected CO_2 remains incompletely understood. The CO_2 behavior, storage potential and risk of leakage from reservoirs must be accurately estimated to realize practicable CO_2 storage. For these reason, laboratory-scale experimental analysis of the CO_2 behavior in the sandstone is important issues. In this study, CO_2 distribution and its behavior in the water saturated sandstone were observed by X-ray CT with high spacial resolution. As the result, CO_2 distribution and its behavior in the sandstone were clearly visualized and analyzed.

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固体高分子形燃料電池のイオンビーム切断断面SEM像

津島将司, 平井秀一郎

49 ( 206 ) 2010年1月

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記述言語：日本語

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燃料電池における「その場」計測のあれこれ

津島将司, 平井秀一郎

伝熱 : journal of the Heat Transfer Society of Japan 49 ( 206 ) 14 - 22 2010年1月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本伝熱学会

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Magnetic Resonance Imaging of Water in Operating Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells 査読

S.Tsushima, S. Hirai

Fuel Cells 9 ( 5 ) 506 - + 2009年10月

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記述言語：英語掲載種別：書評論文，書評，文献紹介等

DOI： 10.1002/fuce.200800151

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In Situ 可視化が燃料電池とCO_2貯留の研究開発にもたらす新たな展開

津島将司, 平井秀一郎

混相流 = Japanese journal of multiphase flow 23 ( 2 ) 174 - 181 2009年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本混相流学会

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506 液体CO_2の超微粒化による安定地中隔離手法の開発(OS7-2環境エネルギー関連の流体工学諸問題2)

植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

東海支部総会講演会講演論文集 2009 ( 58 ) 309 - 310 2009年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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PEFC水分輸送現象解明のためのMRI計測と軟X線計測技術の開発 (特集 PEFCの特性予測・観測・評価)

津島将司, 平井秀一郎

燃料電池 9 ( 2 ) 62 - 67,図巻頭1p 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：燃料電池開発情報センター

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研究室紹介東京工業大学炭素循環エネルギー研究センター平井・津島研究室

平井秀一郎, 津島将司

水素エネルギ-システム 34 ( 3 ) 50 - 52 2009年

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記述言語：日本語出版者・発行元：水素エネルギ-協会

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Water Transport and Degradation Analysis in PEMFC by in-situ MRI Visualization 招待査読

S. Hirai, S.Tsushima

ECS Transactions 16 ( 2 ) 1337 - 1343 2008年10月

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記述言語：英語

DOI： 10.1149/1.2981974

Web of Science

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B11-2 燃料電池・CO_2隔離のレーザ・MRI計測

平井秀一郎, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 39 - 42 2007年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

This paper describes advanced laser measurement techniques and magnetic resonance imaging (MRI) visualization for thermo-fluid engineering on fuel cell and CO_2 sequestration. MRI visualization was successfully applied to measure transversal water content distributions in a polymer electrolyte fuel cell membrane, indicating that electro-osmotic drag plays an important role on membrane dehydration. Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) was also introduced for remote optical sensing on water vapor concentration in narrow size of fuel cell channels. Two-dimensional time-series PIV captured vortex induced vibration, simulating a flow field around a CO_2 releasing pipe in CO_2 ocean sequestration.

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G135 氷点下起動時におけるPEFC多孔質電極内水分の凍結状態の微視的観察(PEFC(水分))

伊藤寛和, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 243 - 244 2007年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

During cold startup of polymer electrolyte fuel cell (PEFC), water freezing in a cathode porous electrode is a critical barrier to achieve high power density, because ice particles in the catalyst layer (CL) and gas diffusion layer (GDL) block oxygen transport to the active reaction sites. In this study, we investigate water behavior inside a cathode electrode of PEFC at low temperature operations using an optical diagnostic, and show the effect of the mechanism of water freezing on the characteristic of cell voltage. The results showed that ice formation in cathode electrode during cold startup is largely affected by GDL structure.

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G134 PEFCガス拡散層内における水分率測定とフラッディング評価(PEFC(水分))

村上毅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 241 - 242 2007年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Water management in a cathode electrode of polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is essential for high performance operation. When the open pores inside the GDL are filled with liquid water, oxygen cannot be sufficiently supplied to reaction sites. This phenomenon known as 'water flooding' is critical to achieve high power density. In this study, we experimentally and quantitatively investigate water accumulation inside a cathode electrode of PEFC, and show the effect of it on the characteristic of cell voltage. It was found that the voltage drop due to water flooding is greatly affected by current density and oxygen partial pressure.

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G121 積層電解質膜を用いたPEFCにおける劣化構造のSEM解析(PEFC(構造))

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 229 - 230 2007年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this study, the membrane degradation experiments were conducted under open circuit voltage condition with high purity H_2 and O_2 under dry and fully humidified conditions to investigate which side of the membrane is severely deteriorated. For this experiments, the laminated bi-layer MEA was used to delineate the division of the membrane; anode and cathode. Based on the SEM images, it is figured out that the anode side of membrane is severely deteriorated than the cathode side of membrane under both gas supplying conditions. It is also found that the membrane under dry conditions was more deteriorated than humidified conditions.

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MRIを用いたCO_2地下貯留における岩石内流動に関する研究

古川直人, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

春季大会講演集. I, 資源編 19 ( 2 ) "企画 - 139"-"企画-142" 2007年3月

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記述言語：日本語

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314 熱流体計測のための磁気共鳴マイクロイメージング(MRI)(FM-1 熱流体計測の新展開)

津島将司, 末包哲也, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2007 ( 82 ) "3 - 20" 2007年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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格子ボルツマン法による界面張力・濡れ性を考慮した多孔質内流れ解析

未包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

計算数理工学レビュー 2007 ( 1 ) 35 - 40 2007年3月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本計算数理工学会

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固体高分子形燃料電池における「水」の輸送と制御 (特集:次世代エネルギーの旗手として期待される「水素・燃料電池」)

津島将司, 平井秀一郎

水 49 ( 2 ) 10 - 16 2007年

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記述言語：日本語出版者・発行元：月刊「水」発行所

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F141 高レイノルズ数領域における円柱の渦励振(VIV)挙動と流動解析(強制対流2)

荒畑太一朗, 津島将司, 平井秀一郎, 尾崎雅彦

熱工学コンファレンス講演論文集 2006 213 - 214 2006年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In CO_2 ocean sequestartion with a moving ship, oscillation of CO_2 releasing pipe by vortex induced vibration (VIV) is potential source to increase hydraulic resistance and possibly causes mechanical damage on the pipe. Wake flow formed behind the releasing pipe is to be a highly turbulent flow over critical Reynolds number. It is important to fundamentally elucidate generating mechanism of VIV around a cylinder. In this study, we investigated VIV behaviors and flow structure behind a cylinder by measuring two-dimensional velocity field with time-series particle image velocimetry (PIV). It was confirmed that oscillation of the cylinder was amplified in accordance with periodical vortex sheddling.

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B121 PEFC劣化機構解明のための排ガス中微量成分in-line計測(分散エネルギーシステムにおける要素技術とその集積化2)

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2006 45 - 46 2006年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In-line direct gas mass spectroscopy (DGMS) was applied for real-time monitoring of exhausted gas of a polymer electrolyte fuel cell (PEFC) in order to investigate degradation behaviors of the fuel cell. It was shown that hydrogen emission in cathode exhausted gas was larger under OCV operation than load operation, and that intermittent peaks of carbon dioxide emission in cathode exhausted gas were detected with positive sweep of cell potential, suggesting that carbon corrosion of the cathode catalyst proceed under load cycle operation.

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2006A-G3-28 高レイノルズ数領域における渦励振(VIV)発生時の円柱後方乱流場の流動解析(一般講演(G3))

荒畑太一朗, 津島将司, 平井秀一郎, 尾崎雅彦

日本船舶海洋工学会講演会論文集 ( 3 ) 333 - 334 2006年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本船舶海洋工学会

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2006A-OS3-6 放出点近傍のCO_2希釈促進(オーガナイズドセッション(OS3):CO_2海洋隔離研究の最新動向-海洋隔離は是か非-)

平井秀一郎, 津島将司, 尾崎雅彦

日本船舶海洋工学会講演会論文集 ( 3 ) 47 - 48 2006年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人日本船舶海洋工学会

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LBMによる微視的解析に基づいたCO_2地下貯留における流動現象のモデル化

末包哲也, 瀧岸知子, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集 / エネルギー・資源学会 [編] 25 179 - 182 2006年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：エネルギー・資源学会

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燃焼研究をベースにした燃料電池の研究 : 東工大炭素循環エネルギー研究センターにおけるPEFC研究開発の取り組み

津島将司, 平井秀一郎

日本燃焼学会誌 = Journal of the Combustion Society of Japan 48 ( 144 ) 180 - 186 2006年5月

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記述言語：日本語出版者・発行元：日本燃焼学会

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MRIを用いたCO_2地下貯留における流動現象に関する研究

末包哲也, 水本飛鳥, 古川直人, 津島将司, 平井秀一郎

春季大会講演集. I, 資源編 18 ( 2 ) 5 - 6 2006年3月

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記述言語：日本語

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CO_2地下貯留における溶解・残留ガストラップに関する基礎的研究

末包哲也, 水本飛鳥, 信宗知寿, 平井秀一郎

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集 = Proceedings of the ... Conference on Energy, Economy, and Environment 22 317 - 320 2006年1月

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記述言語：日本語

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Lattice boltzmann simulation on flow fields connected with multiple side-channels

Shohji Tsushima, Koji Moriyama, Shuichiro Hirai

Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, B Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part B 72 ( 6 ) 1613 - 1618 2006年

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記述言語：日本語掲載種別：書評論文，書評，文献紹介等出版者・発行元：Japan Society of Mechanical Engineers

DOI： 10.1299/kikaib.72.1613

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F142 濡れ性を考慮した多孔質内二相流の微視的解析(OS-12 マイクロ・ナノスケール熱流動現象IV)

瀧岸知子, 末包哲也, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 239 - 240 2005年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Storage of CO_2 to geological formations such as aquifers is considered as one of the possible options for the abatement of CO_2 emission to the atmosphere. Understandings of microscopic two-phase flows in porous media are very important to assess the long-term fate and trapping mechanism of stored CO_2. We had developed a numerical code, which simulates two-phase flow of supercritical CO_2 and water in porous media including the effect of interfacial tension, wettability, density, and viscosity by means of the lattice Boltzmann method. We investigated effect of CO_2 saturation on flow patterns of two-phase flow in a microscopic model of porous media which have highly water-wet surfaces. A present study shows that the interfacial tension affects the relative permeability of CO_2 and its bubble is trapped in porous media as non-wetting phase by capillary forces. Because the non-wetting phase selectively passes through the large pores, inhomogeneous porous structure affects the flow pattern of CO_2.

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G113 燃料電池電解質膜面内水分濃度分布のMRI計測(一般セッション燃料電池I)

南條崇徳, 津島将司, 西田耕介, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 265 - 266 2005年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Lateral distribution of water content in a polymer electrolyte membrane in an operating fuel cell was measured by using three-dimensional magnetic resonance imaging (3D-MRI), which clearly visualized not also lateral water distribution in the membrane but also condensed water in flow channels in the cell. A parallel flow and a serpentine flow were investigated. It was revealed that the membrane near the gas inlet shows lower water content compared to those near the gas outlet in both cases. It was also shown that flow pattern considerably affect water content distribution in the membrane presumably due to plugging the gas channel by condensed water droplet under fuel cell operation.

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G114 燃料電池多孔質電極内物質輸送現象のLBM解析(一般セッション燃料電池I)

津島将司, 阪口道洋, 西田耕介, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 267 - 268 2005年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Water vapor distribution in a cathode channel of polymer electrolyte fuel cell (PEFC) composed of gas supply channel and porous gas diffusion layer (GDL) is calculated by lattice Boltzmann method (LBM) in order to clarify effect of porous structure of GDL in PEFC on water distribution and dew point of supplied gas. It is shown that porosity of GDL affects maximum water concentration emerged in the GDL, resulting in increase of dew point with decrease of porosity. On the other hand, pore scale in the GDL is less influential on water concentration distribution and its resultant dew point of the supplied gas in the cathode of PEFC.

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Study on the Proton Transport Phenomenon in a Polymer Electrolyte Membrane by the MRI Measurement of the ^1H/^2D Replace during Operation Mode

TERANISHI Kazuhiro, TSUSHIMA Shohji, NISHIDA Kosuke, HIRAI Shuichiro

13 ( 4 ) 55 - 56 2005年7月

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記述言語：英語

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地中隔離における多孔質内CO_2溶解特性の解明

末包哲也, 山崎光潔, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集 / エネルギー・資源学会 [編] 24 189 - 192 2005年6月

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記述言語：日本語出版者・発行元：エネルギー・資源学会

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固体高分子形燃料電池のカソード電極における凝縮水排出促進手法の提案(テクニカルフォーラム1 水素の製造・輸送・貯蔵・利用)

西田耕介, 津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 37 - 38 2004年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

High performance operation of polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is limited by water condensation in a cathode gas diffusion layer (GDL) because oxygen transport to reaction sites is blocked. In this study, we observe removal behavior of condensed water in a cathode of PEFC using a long-distance microscope and discuss its characteristics. Furthermore, the structure of cathode electrode for controlling water transport is proposed in order to improve cell performance. It is shown that water removal is promoted by using the cathode GDL with a slit and cell voltage is increased.

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ハイドレートを伴うCO_2ガスの噴出挙動(オーガナイズドセッション12 CO_2排出抑制技術に関する熱工学)

前山雄一郎, 平井秀一郎, 末包哲也, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 179 - 180 2004年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Sequestration of CO_2 to geological formations such as aquifers is considered to be one of possible strategies for the abatement of CO_2 emissions to the atmosphere. Because CO_2 rises upward in underground, one of options to ensure safety is to inject CO_2 into the layer under the seabed. In this case, it is essential to understand CO_2 leakage behavior that leads to whether CO_2 leaked gas could be sequestrated in seawater or not. CO_2 gasifies and leaks from the seabed with hydrate under the high-pressure and low-temperature condition. As injection behaviors of CO_2 gas with hydrate hasn't been researched, we observed injection behaviors of CO_2 gas with hydrate from single-hole nozzle including propagation velocity.

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CO_2地中隔離における岩石内二相流動特性の解明(オーガナイズドセッション12 CO_2排出抑制技術に関する熱工学)

石井稔宏, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 191 - 192 2004年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

This paper describes experimental research on two-phase flow of supercritical CO_2 and water in a porous medium. We used a magnetic resonance imaging (MRI) technique to directly visualize the distribution of supercritical CO_2 injected into a packed bed of glass beads containing water. In-situ saturation distributions were successfully visualized under the temperature and pressure conditions corresponding to the aquifers at the depth of about 800m. A new coreflood interpretation method proposed by Goodfield et al. was applied to in-situ saturation data to evaluate two-phase flows in porous media directly. We calculate darcy velocity of two-phase flows of super critical CO_2 and water in porous media.

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海洋隔離のCO_2希釈促進技術(オーガナイズドセッション12 CO_2排出抑制技術に関する熱工学)

平井秀一郎, 三田尚, 津島将司, 村岡良一, 尾崎雅彦

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 165 - 166 2004年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

CO_2 sequestration in the ocean would be a highly advanced counter-measure to global warming if biological impact induced by CO_2 dissolution into ocean water is sufficiently small. Releasing liquid CO_2 droplets from a pipe towed by a ship is effective because of dilution due to the moving release point. If liquid CO_2 droplet sizes are controlled, dissolution into ocean water while rising up due to buoyancy, would take a long distance, which leads to vertical dilution. Dilution could be enhanced by a multi-nozzle array placed in the direction of ship width. Here we show that CO_2 dilution could be effectively further promoted by dispersing liquid CO_2 droplets horizontally by a turbulent wake formed by bodies placed at upper part of the multi-nozzle array. Turbulence formed at the downstream of the bodies could enlarge the width of rising liquid CO_2 droplets by turbulent mixing between sea water and droplets. We made a measurement of flow and statistical turbulent properties needed for numerical simulation behind a body. Based on the measured data, CO_2 enhanced dilution was simulated. Increase of partial CO_2 pressureand acidification are drastically decreased as compared with the case without dilution.

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電極多孔質構造を包含したカソード内水分移動の数値シミュレーション(テクニカルフォーラム1 水素の製造・輸送・貯蔵・利用)

阪口道洋, 平井秀一郎, 西田耕介, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 35 - 36 2004年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

The polymer electrolyte fuel cell (PEFC) is expected as one of the next power generation system. Although high-performance PEFC is expected, understanding of mass transfer is not enough due to the complex structure of PEFC. So it is very important to investigate the mass transfer inside the porous gas diffusion layer. We calculated the distribution of water concentration to simulate water transfer in PEFC cathode with porous gas diffusion layer. We used lattice Boltzmann method (LBM) to calculate the flow and water transfer in porous media, because LBM is easy to set boundary conditions. From these result, we suggest the way to estimate the conditions that PEFC works without flooding and concentration overvoltage.

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CO_2地中隔離における貯留流動に与える毛管圧の影響

末包, 塚本佳久, 水本飛島, 平井秀一郎

2004年度熱工学コンファレンス講演論文集、日本機械学会 193 - 194 2004年

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

Carbon dioxide is considered to be the greenhouse gas which most contributes to global warming on the earth. Sequestration of CO_2 to geological formations such as aquifers is considered as one of the possible options for the abatement of CO_2 emission to the atmosphere. One of the crucial problems about geological sequestration is the leakage of CO2 from reservoirs. This paper describes numerical research on the mechanism of leakage from the reservoir through the cap-rock. Not absolute permeability of cap-rock but the difference of capillary pressure characteristics between cap-rock and reservoir governs the saturation of sequestered CO_2.

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G224 CO_2 地中隔離における多孔質内二相流の LBM 解析

塚本佳久, 末包哲也, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 521 - 522 2003年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this article, we employ a recently introduced numerical technique, known as lattice Boltzmann method (LBM), to numerically simulate immiscible two-phase flow in microscopic models of porous media. This model takes into account the ratio of (dynamic) viscosity, density, interfacial tension, and wettability, . The two-phase flows of supercritical CO_2 and water in a straight channel with a lot of hexagonal cylinders (imitation porous media) were simulated numerically to show the effect of (dynamic) viscosity ratio on the permeability of porous media. The imbibition of wettable liquid into porous media driven by capillary pressure can be simulated successfully.

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G121 CO_2 海洋隔離における放出管後方超高レイノルズ数乱流の計測

村岡良一, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 253 - 254 2003年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In CO_2 ocean sequestration, dilution process of injected CO_2 past a releasing pipe is of great importance to predict biological impact. Highly turbulent flow past the releasing pipe at supercritical Reynolds number plays an important roll for enhancement of CO_2 dilution. In this study, we investigated the highly turbulent flow field past a circular cylinder by using time-series particle image velocimetry (PIV). We measured two-dimensional velocity field and its turbulent properties such as mean velocity, turbulent intensity, and Reynolds shear stress at supercritical Reynolds number.

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A114 ディーゼルパーティキュレートフィルター内流動と微粒子捕集のミクロ観察と予測法に関する研究

津島将司, 杉山恵介, 盛山浩司, 平井秀一郎, 坂下俊, 中筋善淳

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 7 - 8 2003年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

In this article, we discuss microscopic particle deposition behaviors in a Diesel Particulate Filter (DPF). We measured a particle deposition process in a porous side wall in the DPF by using a long range microscope connected to a CCD camera. We also monitored variation of pressure drop due to particle deposition. We confirmed that the pressure drop curve had two different modes, i.e., a rapid increase of pressure drop observed in the initial stage and a moderate increase in the later. The microscopic observations show that in the initial stage, particles are trapped inside the porous wall and that thereafter particles accumulates on its surface of the porous wall. We also conducted a lattice Boltzmann Simulation of a particle depositon process in a porous system.

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G222 CO_2 地中隔離における多孔質内二相流の MRI 計測

末包哲也, 石井稔宏, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 517 - 518 2003年11月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

This paper describes experimental research on two-phase flow of supercritical CO_2 and water in a porous medium. We used a magnetic resonance imaging (MRI) technique to directly visualize the distribution of supercritical CO_2 injected into a packed bed of glass beads containing water. After the CO_2 displaced much of the water, about 20% of water remained in the porous medium under the condition at the depth of 1000m. Supercritical CO_2 moves upward swiftly due to buoyancy.

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工学応用のための磁気共鳴イメージング(MRI) : 固体高分子燃料電池膜の計測を中心として

津島将司, 末包哲也, 平井秀一郎

伝熱 : journal of the Heat Transfer Society of Japan 42 ( 177 ) 14 - 17 2003年11月

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記述言語：日本語

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705 CO_2 地下貯留における多孔質内二相流の LBM 解析

末包哲也, 塚本佳久, 平井秀一郎

流体工学部門講演会講演論文集 2003 97 - 97 2003年9月

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記述言語：日本語出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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固体高分子形燃料電池における電解質膜厚が含水状態と出力特性に与える影響

寺西一浩, 津島将司, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集 / エネルギー・資源学会 [編] 22 237 - 240 2003年6月

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記述言語：日本語

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D207 VISUALIZATION OF CHANNEL FLOW IN PACKED BED USING MAGNETIC RESONANCE IMAGING(Complex flow measurement) :

OGAWA Kuniyasu, YOKOUCHI Yasuo, HIRAI Shuichiro

Proceedings of the ... JSME-KSME Thermal Engineering Conference 2 "2 - 293"-"2-298" 2000年

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記述言語：英語出版者・発行元：日本機械学会

Axial velocity maps of interstitial flow through a water-saturated packed bed were measured using magnetic resonance imaging (MRI) to understand mass transport in porous media. The obtained maps showed that channel flows with higheraxial velocity were induced not only nearthe wall but also in the internal region of the packed bed, and that velocity profiles of the channel flow normalized by mean flow velocity were influenced by the Reynolds number. Furthermore, pore structure in the packed bed was characterized by partitioning of void space and connection of pore sections in the axial direction in order to analyze the flow-structure correlation. Pore characterization showed that axial channels with long void spaces in the axial direction were present in the packed bed, and that most of the channel flows with higher axial velocity were induced in the axial channels. In addition, it was found from the analysis of the flow-structure correlation that the averaged flow rate through individual axial channels is almost proportional to the square of the net cross section of the axial channel.

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MRIによる球状カプセル内の氷凍結・融解挙動の可視化

橋本克巳, 小川邦康長谷川浩巳, 平井秀一郎, 岡崎健

第36回日本伝熱シンポジウム講演論文集 II 351 - 352 1999年

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Dissolution Behavior of Liquid CO_2 Droplet Covered with Clathrate-Hydrate in Pressurized Water Flow : CO_2 Sequestration to be Benign for the Ocean Environment

OKAZAKI Ken, HIRAI Shu-ichiro, HIJIKATA Kunio, MORI Yasuo

Thermal science and engineering 4 ( 1 ) 95 - 100 1996年1月

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記述言語：英語

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CO2海洋貯留と混相流

平井秀一郎, 岡崎健, 土方邦夫

混相流 10 ( 1 ) 12 - 22 1996年

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DOI： 10.3811/jjmf.10.12

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エネルギーシステムの新しい評価スキームに関する研究

土方邦夫, 小塚勝彦, 平井秀一郎, 岡崎健

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集 = Proceedings of the ... Conference on Energy, Economy, and Environment 11 177 - 182 1995年1月

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記述言語：日本語

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CO2海洋貯留の動的挙動の実験と分子動力学解析

平井秀一郎, 岡崎健, 土方邦夫

伝熱研究 34 ( 134 ) 30 - 37 1995年

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PREDICTION OF THE LAMINARIZATION PHENOMENA IN TURBULENT SWIRLING FLOWS

S HIRAI, T TAKAGI, M MATSUMOTO

BULLETIN OF THE JSME-JAPAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS 29 ( 258 ) 4462 - 4462 1986年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究発表ペーパー・要旨（国際会議）

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講演・口頭発表等

海洋隔離の CO_2 希釈促進技術 (オーガナイズドセッション 12 CO_2 排出抑制技術に関する熱工学)

平井秀一郎, 三田尚, 津島将司, 村岡良一, 尾崎雅彦

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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直接加水による電解質膜の含水促進と固体高分子形燃料電池の性能向上 (マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術, マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2004.3 2004年一般社団法人日本機械学会

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電解質膜の締め付けと加湿の影響を考慮した PEFC 膜内水分輸送解析 (マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術, マイクロ・小型分散・発電プラントにおける燃料電池最新技術)

寺西一浩, 津島将司, 福里克彦, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2004.3 2004年一般社団法人日本機械学会

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電極多孔質構造を包含したカソード内水分移動の数値シミュレーション (テクニカルフォーラム 1 水素の製造・輸送・貯蔵・利用)

阪口道洋, 平井秀一郎, 西田耕介, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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CO_2 地中隔離における貯留流動に与える毛管圧の影響

末包, 塚本, 佳久, 水本, 飛島, 平井秀一郎

2004 年度熱工学コンファレンス講演論文集, 日本機械学会 2004年一般社団法人日本機械学会

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CO_2 地中隔離における岩石内二相流動特性の解明 (オーガナイズドセッション 12 CO_2 排出抑制技術に関する熱工学)

石井稔宏, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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4318 CO_2 地下貯留における溶解・残留ガストラップに関する研究 (S59-2 温室効果ガス排出抑制技術 (2), S59 温室効果ガス排出抑制技術)

末包哲也, 信宗知寿, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2006.3 2006年一般社団法人日本機械学会

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Characteristics of an immiscible flow of supercritical CO2 and water in porous media under sequestration conditions

Suekane, Tetsuya, Ishii, Toshihiro, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Greenhouse Gas Control Technologies 7 2005年 Elsevier

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F142 濡れ性を考慮した多孔質内二相流の微視的解析 (OS-12 マイクロ・ナノスケール熱流動現象 IV)

瀧岸知子, 末包哲也, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 2005年一般社団法人日本機械学会

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3626 MRI による岩石内可視化に基づいた CO_2 地中隔離における二相流動現象の解明 (S51 温室効果ガス排出抑制技術)

末包哲也, 石井稔宏, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2005.3 2005年一般社団法人日本機械学会

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G114 燃料電池多孔質電極内物質輸送現象の LBM 解析 (一般セッション燃料電池 I)

津島将司, 阪口道洋, 西田耕介, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 2005年一般社団法人日本機械学会

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G113 燃料電池電解質膜面内水分濃度分布の MRI 計測 (一般セッション燃料電池 I)

南條崇徳, 津島将司, 西田耕介, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 2005年一般社団法人日本機械学会

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3625 地中隔離における多孔質内 CO_2 溶解特性の解明 (S51 温室効果ガス排出抑制技術)

山崎光潔, 末包哲也, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2005.3 2005年一般社団法人日本機械学会

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Performance of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell with Pressurization up to 4.0 MPa

Tsushima, Shohji, Mibae, Tatsuro, Teranishi, Kazuhiro, Hirai, Shuichiro

ECS Proceedings Volumes 2004年 The Electrochemical Society

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多孔質内二相流の LBM 解析

末包哲也, 塚本佳久, 平井秀一郎

理論応用力学講演会講演論文集第 54 回理論応用力学講演会講演論文集 2005年日本学術会議「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同 IUTAM 分科会」

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地中隔離における多孔質内 CO_2 溶解特性の解明

末包哲也, 山崎光潔, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集/エネルギー・資源学会 [編] 2005年エネルギー・資源学会

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D224 多孔質内での残留飽和度における CO_2 の溶解特性 (OS-18 多孔質の新しい展開 II)

末包哲也, 山崎光潔, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2005 2005年一般社団法人日本機械学会

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B104 単純配列球充填層内流れに与える Re 数の影響の MRI 計測 (オーガナイズドセッション 7: 多孔質体内の輸送現象)

末包哲也, 横内康夫, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2001 2001年一般社団法人日本機械学会

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高周波電磁界が作用する管内流動の数値シミュレーション

末包哲也, 小路宏幸, 平井秀一郎

シンポジウム電磁力関連のダイナミックス講演論文集 2001年

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502 LBM に CIP 法を適用した多孔質内高レイノルズ数流動の数値シミュレーション (OS22-1 粒子法 (格子気体法, 格子ボルツマン法など) による熱流動解析 (1))(OS22 粒子法 (格子気体法, 格子ボルツマン法など) による熱流動解析)

島田聡彦, 平井秀一郎

計算力学講演会講演論文集 2001.14 2001年一般社団法人日本機械学会

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K-1220 磁気共鳴イメージングによる急縮流チャネル内粘土流動の計測 (S17-5 複雑流体の流れ)(S17 非ニュートン流体の複雑流路内の流れ)

津島将司, 長谷川敦司, 末包哲也, 平井秀一郎, 田中孔浩, 中筋善淳

年次大会講演論文集 II. 01.1 2001年一般社団法人日本機械学会

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E120 PEM 内水分子拡散係数の NMR 計測 (新技術フォーラム-3: 水素利用技術の進展と熱工学的問題)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2001 2001年一般社団法人日本機械学会

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K-1617 CO_2 海洋隔離におけるハイドレート膜の特性 (J10-2 地球温暖化問題への熱・環境工学の役割 (2))(J10 地球温暖化問題への熱・環境工学の役割)

平井秀一郎, 三田尚

年次大会講演論文集 V. 01.1 2001年一般社団法人日本機械学会

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Local heat flux measurement in an ice thermal storage capsule pack using magnetic resonance imaging

Ogawa, Kuniyasu, Beck, Mitsuhiro, Hasegawa, Hiromi, Hashimoto, Katsumi, Hirai, Shuichiro

International Heat Transfer Conference Digital Library 2002年 Begel House Inc.

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B164 多孔質内における超臨界 CO_2-水の二相流動

末包哲也, 惣川真吾, 岩谷聡, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学講演会講演論文集 2002 2002年一般社団法人日本機械学会

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A114 ディーゼルパーティキュレートフィルター内流動と微粒子捕集のミクロ観察と予測法に関する研究

津島将司, 杉山恵介, 盛山浩司, 平井秀一郎, 坂下俊, 中筋善淳

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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G121 CO_2 海洋隔離における放出管後方超高レイノルズ数乱流の計測

村岡良一, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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2333 海洋中層溶解法における CO_2 希釈の評価

平井秀一郎, 津島将司, 三田尚, 村岡良一

年次大会講演論文集 2003.3 2003年一般社団法人日本機械学会

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G224 CO_2 地中隔離における多孔質内二相流の LBM 解析

塚本佳久, 末包哲也, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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705 CO_2 地下貯留における多孔質内二相流の LBM 解析

末包哲也, 塚本佳久, 平井秀一郎

流体工学部門講演会講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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G222 CO_2 地中隔離における多孔質内二相流の MRI 計測

末包哲也, 石井稔宏, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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7-17. メタンからの炭素固定型水素生成 ((5) 水素 II, Session 7 新エネルギー)

平井秀一郎, 加藤一郎, 高橋大志, 津島将司, 末包哲也

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 12 回日本エネルギー学会大会 2003年一般社団法人日本エネルギー学会

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E133 空間発展型反応性乱流混合層における渦と反応の DNS 解析

平舘澄賢, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2003 2003年一般社団法人日本機械学会

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4-5. 電解質膜厚の違いによる固体高分子形燃料電池の発電特性と膜内水分濃度分布 ((2) 分散型エネルギーシステム II, Session 4 分散型エネルギーシステム)

津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 12 回日本エネルギー学会大会 2003年一般社団法人日本エネルギー学会

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TED-AJ03-635 CO_2 SEQUESTRATION IN AQUIFERS: EXPERIMENTAL AND NUMERICAL STUDIES ON FLOW OF SUPERCRITICAL CO_2 IN POROUS MEDIA

SUEKANE, Tetsuya, SOUKAWA, Shingo, IWATANI, Satoshi, TSUSHIMA, Shoji, HIRAI, Shuichiro

Proceedings of the... ASME/JSME Thermal Engineering Joint Conference 2003年日本機械学会

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固体高分子形燃料電池における電解質膜厚が含水状態と出力特性に与える影響

寺西一浩, 津島将司, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集/エネルギー・資源学会 [編] 2003年

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DIRECT NUMERICAL SIMULATION OF TURBULENT REACTING JET INTRODUCING FULLY DEVELOPED TURBULENCE AT THE INLET

Hirai, Shuichiro, Takeno, Masanori, Hiradate, Kiyotaka

TSFP DIGITAL LIBRARY ONLINE 2003年 Begel House Inc.

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Elucidation of hydrogen cross leak mechanism in PEFC by magnetic resonance imaging and in-line direct gas mass spectroscopy

Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Nanjo, Takanori, Fujii, Yoshinobu

Nippon Dennetsu Shinpojiumu Koen Ronbunshu 2007年

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Optical remote sensing of oxygen and water vapor concentration in PEMFC channel by using tunable diode laser absorption spectroscopy techniques

Fujii, Yoshinobu, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME/JSME 2007 Thermal Engineering Heat Transfer Summer Conference collocated with the ASME 2007 InterPACK Conference 2007年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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4-17 固体高分子形燃料電池の水分 in-situ 計測とカソードガス微量分析による水素クロスリーク機構の解明 ((4) 燃料電池 (2), Session 4 新エネルギー, 研究発表 (口頭発表))

津島将司, 南條崇徳, 藤井義喜, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 16 回日本エネルギー学会大会 2007年一般社団法人日本エネルギー学会

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0540 溶解および残留ガストラップに基づいた CO_2 地下貯留に関する研究 (S52-2 温室効果ガス排出抑制技術 (2), S52 温室効果ガス排出抑制技術)

末包哲也, 信宗知寿, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2007.3 2007年一般社団法人日本機械学会

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Experimental elucidation on rate-determining process of water transport in polymer electrolyte fuel cell membrane by magnetic resonance imaging

Takita, Shinpei, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Kubo, Norio, Aotani, Koichiro

Nippon Dennetsu Shinpojiumu Koen Ronbunshu 2007年

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Transport analysis of generated water and water vapor on hydration of polymer electrolyte fuel cell membrane by nuclei-labeling MRI

Kotaka, Toshikazu, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Nippon Dennetsu Shinpojiumu Koen Ronbunshu 2007年

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PEFC 拡散層内二相流動の LBM 数値シミュレーション

伊藤, 平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也

化学工学会研究発表講演要旨集化学工学会第 38 回秋季大会 2006年公益社団法人化学工学会

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CO_2 地下貯留における溶解・残留ガストラップに関する基礎的研究

末包哲也, 水本飛鳥, 信宗知寿, 平井秀一郎

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集= Proceedings of the... Conference on Energy, Economy, and Environment 2006年

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MRI 電解質膜水分の高空間分解能計測

川田健太郎, 津島将司, 吉田瑞穂, 藤井義喜, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集化学工学会第 38 回秋季大会 2006年公益社団法人化学工学会

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次世代型バイオマス利用基盤技術開発戦略

横溝修, 平井秀一郎, 大矢克

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集= Proceedings of the... Conference on Energy, Economy, and Environment 2006年

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F141 高レイノルズ数領域における円柱の渦励振 (VIV) 挙動と流動解析 (強制対流 2)

荒畑太一朗, 津島将司, 平井秀一郎, 尾崎雅彦

熱工学コンファレンス講演論文集 2006 2006年一般社団法人日本機械学会

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B121 PEFC 劣化機構解明のための排ガス中微量成分 in-line 計測 (分散エネルギーシステムにおける要素技術とその集積化 2)

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2006 2006年一般社団法人日本機械学会

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2006A-G3-28 高レイノルズ数領域における渦励振 (VIV) 発生時の円柱後方乱流場の流動解析 (一般講演 (G3))

荒畑太一朗, 津島将司, 平井秀一郎, 尾崎雅彦

日本船舶海洋工学会講演会論文集 3 2006年公益社団法人日本船舶海洋工学会

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4317 CO_2 地下貯留におけるモニタリング技術に関する基礎的研究 (S59-2 温室効果ガス排出抑制技術 (2), S59 温室効果ガス排出抑制技術)

山崎光潔, 末包哲也, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2006.3 2006年一般社団法人日本機械学会

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MRI を用いた CO_2 地下貯留における流動現象に関する研究

末包哲也, 水本飛鳥, 古川直人, 津島将司, 平井秀一郎

春季大会講演集. I, 資源編 2006年

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水素エネルギーシステム基盤研究開発戦略

平井秀一郎, 大矢克

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集= Proceedings of the... Conference on Energy, Economy, and Environment 2006年

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LBM による微視的解析に基づいた CO_2 地下貯留における流動現象のモデル化

末包哲也, 瀧岸知子, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集/エネルギー・資源学会 [編] 2006年エネルギー・資源学会

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314 熱流体計測のための磁気共鳴マイクロイメージング (MRI)(FM-1 熱流体計測の新展開)

津島将司, 末包哲也, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2007.82 2007年一般社団法人日本機械学会

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G121 積層電解質膜を用いた PEFC における劣化構造の SEM 解析 (PEFC (構造))

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 2007年一般社団法人日本機械学会

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MRI を用いた CO_2 地下貯留における岩石内流動に関する研究

古川直人, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

春季大会講演集. I, 資源編 2007年

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0541 CO_2 地下貯留における岩石内流動の MRI 計測 (S52-2 温室効果ガス排出抑制技術 (2), S52 温室効果ガス排出抑制技術)

古川直人, 末包哲也, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2007.3 2007年一般社団法人日本機械学会

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G134 PEFC ガス拡散層内における水分率測定とフラッディング評価 (PEFC (水分))

村上毅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 2007年一般社団法人日本機械学会

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G135 氷点下起動時における PEFC 多孔質電極内水分の凍結状態の微視的観察 (PEFC (水分))

伊藤寛和, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 2007年一般社団法人日本機械学会

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流動電位を用いた CO_2 地下貯留におけるモニタリング技術に関する研究

末包哲也, 山崎光潔, 平井秀一郎

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集= Proceedings of the... Conference on Energy, Economy, and Environment 2007年

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B304 核磁気共鳴を用いた岩石内 CO 2 流動・溶解現象の可視化

末包哲也, 古川直人, 水本飛鳥, 津島将司, 平井秀一郎

可視化情報学会誌 2006年社団法人可視化情報学会

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2006A-OS3-6 放出点近傍の CO_2 希釈促進 (オーガナイズドセッション (OS3): CO_2 海洋隔離研究の最新動向-海洋隔離は是か非-)

平井秀一郎, 津島将司, 尾崎雅彦

日本船舶海洋工学会講演会論文集 3 2006年公益社団法人日本船舶海洋工学会

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B11-2 燃料電池・CO_2 隔離のレーザ・MRI 計測

平井秀一郎, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2007 2007年一般社団法人日本機械学会

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Investigation of Water Content Distribution in a Single-Channel PEMFC by Environmental-Controlled MRI

Nanjo, Takanori, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2006年 The Electrochemical Society

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微細ファイバセンサーによる PEFC 触媒層表面酸素濃度の光学計測

植村豪, 吉田利彦, 饒庭竹, 笹部崇, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2016 2016年一般社団法人日本機械学会

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ヒートパイプ効率向上を目指した水滴の動的濡れ現象の解析

植村豪, 笹部崇, 河村雄行, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2016 2016年一般社団法人日本機械学会

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Performance Degradation of PEMFC by Sea Salt Aerosol Contamination

Uemura, Suguru, Yamazki, Munetoshi, Yoshida, Toshihiko, Jao, Ting-Chu, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2017年 The Electrochemical Society

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Oxygen Concentration Measurement in the Porous Cathode of Aqueous Lithium?Air Battery By Fine Optical Fiber

Fujimoto, Shogo, Uemura, Suguru, Imanishi, Nobuyuki, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2017年 The Electrochemical Society

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Quantitative Measurement of Lithium Ion Concentration in an Operating Lib Using Low Energy X-Ray

Komiyama, Shohei, Uemura, Suguru, Sasabe, Takashi, Kotaka, Toshikazu, Aoki, Osamu, Tabuchi, Yuichiro, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2018年 The Electrochemical Society

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水系リチウム空気電池正極構造が性能に及ぼす影響に関する研究

植村豪, 山下雄大, 平井秀一郎

年次大会 2018 2018年一般社団法人日本機械学会

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Observation and Analysis of Nafion Solution By Frozen TEM Technology

Yoshida, Toshihiko, Sugimori, Hidekazu, Miyazawa, Atsuo, Matsumoto, Hidetoshi, Konosu, Yuichi, Sasabe, Takashi, Uemura, Suguru, Kameya, Yuki, Terao, Takeshi, Iriguchi, Norio

Meeting Abstracts 2016年 The Electrochemical Society

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Impact of Catalyst Ink Stirring Condition on Oxygen Transport within PEFC

Sasabe, Takashi, Jao, Ting-Chu, Uemura, Suguru, Yoshida, Toshihiko, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2016年 The Electrochemical Society

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微細ファイバーセンサーを用いたリチウム空気電池正極多孔質内の酸素濃度計測

藤本翔悟, 植村豪, 今西誠之, 平井秀一郎

年次大会 2017 2017年一般社団法人日本機械学会

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電解液内におけるイオン輸送現象の MRI タギング計測

吉村昇三, 吉田利彦, 植村豪, 入口紀男, 亀谷雄樹, 平井秀一郎

年次大会 2017 2017年一般社団法人日本機械学会

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NUMERICAL SIMULATION OF HEAT PIPE WITH VERIFICATION OF X-RAY CT

Uemura, Suguru, Yoshimura, Shozo, Imai, Takashi, Hirai, Shuichiro

International Heat Transfer Conference Digital Library 2018年 Begel House Inc.

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X-Ray CT Measurement of All Solid State Lithium-Ion Battery Under High Pressure Condition

Kodama, Manabu, Uemura, Suguru, Miyuki, Takuhiro, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2019年 The Electrochemical Society

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ADVANCED X-RAY VISUALIZATION OF FUEL CELL AND LITHIUM ION BATTERY

Hirai, Shuichiro, Naito, H, Yoshida, T, Sasabe, Takashi, Kawamura, K, Uemura, Suguru

International Heat Transfer Conference Digital Library 2018年 Begel House Inc.

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Analysis of so2 Contamination Effects on PEFC Performance and Water Distribution By in-Situ Soft X-Ray Microscopy

Sasabe, Takashi, Jao, Ting-Chu, Yamaguchi, Takahiro, Uemura, Suguru, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2015年 The Electrochemical Society

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Cell Performance Improvement By Surface Modification of Porous Carbon Electrodes in Vanadium Redox Flow Battery

Tsushima, Shohji, Kondo, Fumiya, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2014年 The Electrochemical Society

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G224 シリカゲル水分吸脱着の X 線 CT 可視化解析 (OS-12: 先端計測による熱工学の学際的展開 (3))

安田圭介, 植村豪, 伊藤睦弘, 中野義夫, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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D144 溶解酸素濃度がリチウム空気電池の分極現象に及ぼす影響 (OS-05: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (1))

鳥飼孝介, 植村豪, 笹部崇, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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In-Situ Visualization of Li-Ion Secondary Battery Using Soft X-Ray Microscopy

Uemura, Suguru, Tanaka, Shogo, Sasabe, Takashi, Tabuchi, Yuichiro, Aoki, Tetsuya, Miyakubo, Hiroshi, Kurihara, Junko, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2015年 The Electrochemical Society

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In-Situ Analysis of Water Distribution within PEFC Catalyst Layer By Soft X-Ray Imaging

Sasabe, Takashi, Jao, Ting-Chu, Uemura, Suguru, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2015年 The Electrochemical Society

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D145 フロー型リチウム空気電池における物質移動・反応の数値シミュレーション (OS-05: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (1))

桝田哲太郎, 植村豪, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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D143 低エネルギー X 線 CT 計測による水系リチウム空気電池電極内析出挙動の可視化 (OS-05: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (1))

古山知諒, 植村豪, 笹部崇, 今西誠之, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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D213 白金担持量が PEFC 電極触媒層のナノ構造と輸送現象に及ぼす影響 (OS-05: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (2))

笹部崇, 青木慶彦, 新谷彩, 饒庭竹, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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B124 PEFC 低温排熱利用におけるマイクロチャンネル内メタノール水溶液の相変化現象 (OS-8: マイクロ・ナノ熱工学 (2))

深井勝行, 植村豪, 青木努, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2015 2015年一般社団法人日本機械学会

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D207 VISUALIZATION OF CHANNEL FLOW IN PACKED BED USING MAGNETIC RESONANCE IMAGING (Complex flow measurement)

OGAWA, Kuniyasu, YOKOUCHI, Yasuo, HIRAI, Shuichiro

Proceedings of the... JSME-KSME Thermal Engineering Conference 2000年日本機械学会

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Direct numerical simulation of spatially developing mixing layer

Hirai, Shuichiro, Takagi, Toshimi, Taniguchi, Taichi

6th National Symposium on Computational Fluid Dynamics 1993年

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Calculation of turbulent swirling flow in a long pipe with Reynolds stress closure

Hirai, Shuichiro, Takagi, Toshimi, Takada, Masahiko

ISCFD Nagoya 1989-3rd International Symposium on Computational Fluid Dynamics 1989年

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2519 MRI による氷蓄熱用球状カプセル充てん層内の熱伝達計測

小川邦康, 別宮光洋, 長谷川浩巳, 橋本克巳, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2000.4 2000年一般社団法人日本機械学会

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エネルギーシステムの新しい評価スキームに関する研究

土方邦夫, 小塚勝彦, 平井秀一郎, 岡崎健

エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集= Proceedings of the... Conference on Energy, Economy, and Environment 1995年

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固体高分子形燃料電池のカソード電極における凝縮水排出促進手法の提案 (テクニカルフォーラム 1 水素の製造・輸送・貯蔵・利用)

西田耕介, 津島将司, 寺西一浩, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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Measurements of Water Vapor and Current Distributions and Prediction of Water Crossover in PEMFC under Low-Humidity Conditions

Nishida, Kosuke, Asa, Masaya, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2012年 Citeseer

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G125 多孔質内二相流の X 線 CT 計測による原油増進回収の可視化 (OS-9: エネルギー・CO_2 削減 (2))

鈴木雄大, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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G122 原油増進回収における CO_2/油系三相平衡の可視化解析 (OS-9: エネルギー・CO_2 削減 (2))

竹之内啓侑, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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G123 原油増進回収の CO_2 溶解による油の体積膨張 (OS-9: エネルギー・CO_2 削減 (2))

福島瑛介, 植村豪, 津島将司, 原田亮, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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F121 高温運転 PEFC における液水挙動の軟 X 線 in situ 可視化 (OS-12: 燃料電池関連研究の新展開 (2))

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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F115 PEFC カソード側ガス拡散層の貫通構造が液水排出挙動に及ぼす効果 (OS-12: 燃料電池関連研究の新展開 (1))

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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Effects of Wettability and Flow Direction of Cathode Channel on Plugging Phenomenon in Polymer Electrolyte Fuel Cell

Taniguchi, Ryo, Nishida, Kosuke, Kamada, Hisashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME 2011 9th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology collocated with ASME 2011 5th International Conference on Energy Sustainability 2011年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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Investigation of Liquid Water Behaviors in Carbon Paper GDL for PEMFCs by Soft X-Ray Radiography

Tsushima, Shohji, Sasabe, Takashi, Hirai, Shuichiro

ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference 2011年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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I114 異なる相が多孔質内に流入する過程の LBM 解析 (OS-16: 多孔質体内の熱物質輸送と応用 (1))

山本知央, 坂下俊, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2012 2012年一般社団法人日本機械学会

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Significance of Micro-Scale Mass Transport Phenomena on Fuel Cells and CO2 Sequestration

Hirai, Shuichiro, Tsushima, Shohji, Uemura, Suguru

ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference 2011年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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D204 貫通構造を有する PEFC ガス拡散層内における液水挙動計測 (OS5 水素・燃料電池)

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集: シンポジウム 2012.17 2012年一般社団法人日本機械学会

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1111 PEFC プラッギング抑制のための流路パターン及び壁面濡れ性の有効性評価 (GS-8 動力エネルギー (1))

石崎勇吾, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2013.88 2013年一般社団法人日本機械学会

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I122 リチウム空気電池電解液内物質移動の数値シミュレーション (OS-5: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (2))

柴田一喜, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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D225 二相系 LBM の安定化手法の開発と CO_2 地中隔離解析 (一般講演 (8))

坪井優介, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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1112 断面可視化手法による PEFC カソード側 GDL/流路界面の液水挙動観察 (GS-8 動力エネルギー (1))

村西徹, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

関西支部講演会講演論文集 2013.88 2013年一般社団法人日本機械学会

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J061052 櫛刃構造フローバッテリーにおける反応流動シミュレーション ([J061-05] 燃料電池・二次電池におけるナノ・マイクロ現象とマクロ性能 (5): 各種電池)

津島将司, 佐々木肖, 平井秀一郎

年次大会 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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G113 多孔質内二相流のミクロ計測技術開発による原油増進回収の可視化 (OS-7: マイクロ・ナノ熱工学 (1))

小池史明, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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I143 PEFC カソード電極内水分輸送におけるマイクロポーラス層の影響評価 (OS-5: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (4))

奥畑剛, 大村究, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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Visualization of Liquid Water Accumulation in PEMFCs Operating at Different Temperatures by Soft X-ray Radiography

Deevanhxay, Phengxay, Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2012年 The Electrochemical Society

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Effects of Channel Structure and Wettability on Liquid Water Transport in Cathode of PEFC

Ishizaki, Yugo, Taniguchi, Ryo, Nishida, Kosuke, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2012年 The Electrochemical Society

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I124 電解質溶液内の物質移動の MRI 計測 (OS-5: 燃料電池・二次電池関連研究の新展開 (2))

千葉弘樹, 入口紀男, 津島将司, 植村豪, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2013 2013年一般社団法人日本機械学会

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In Situ Water Distribution Visualization in MEA by Soft X-ray Radiography

Tsushima, Shohji, Deevanhxay, Phengxay, Sasabe, Takashi, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2012年 The Electrochemical Society

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S053021 ラマン分光法・密度汎関数法による固体高分子電解質膜内の水吸着状態解析 ([S05302] 次世代電池のナノ・マイクロフルイディクス (2))

田渕雄一郎, 岩本祐樹, 伊藤礼, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会 2011 2011年一般社団法人日本機械学会

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Measurement of Water Content Distribution in Catalyst Coated Membrane at Water Permeation Condition by Magnetic Resonance Imaging

Suzuki, Takahiro, Tabuchi, Yuichiro, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Aotani, Koichiro, Kubo, Norio

ASME 2010 8th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology 2010年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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A115 EOR のための CO_2 溶解現象の分子動力学解析 (OS-1: 環境・再生可能エネルギ (1))

小寺厚, 平井秀一郎, 植村豪, 津島将司, 河村雄行

熱工学コンファレンス講演論文集 2011 2011年一般社団法人日本機械学会

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PEFC カソード流路の濡れ性が液水の排出挙動に及ぼす影響

谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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In-Situ Observation of the Water Distribution in Porous Layers of PEMFCs by Soft X-Ray Radiography

Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME 2010 8th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology 2010年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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X-Ray Computed Tomography of CO2 Behavior in Water Saturated Sandstone for Geological Storage

Uemura, Suguru, Kataoka, Ryoto, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

2010 14th International Heat Transfer Conference 2010年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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Quantitative Evaluation of Liquid Water at Cathode Interface of Polymer Electrolyte Fuel Cell using Near-Infrared Reflectance Spectroscopy

Nishida, Kosuke, Ishii, Motoyuki, Taniguchi, Ryo, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME 2010 8th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology 2010年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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F222 地中隔離における多孔質内超臨界 CO_2/水二相流動 LBM 解析 (OS-6: 多孔質の最近の進展 (3))

野田豊人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2011 2011年一般社団法人日本機械学会

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PEFC カソード側におけるガス拡散層の構造設計と水分排出促進に関する研究

外池武司, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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G205 背景差分法に基づく PEFC カソード電極内の液滴画像計測 (OS5 水素・燃料電池)

西田耕介, 田中慎太郎, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集: シンポジウム 2011.16 2011年一般社団法人日本機械学会

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Soft X-Ray Investigation on the Effect of Microstructure of PEMFC Porous Layers on Liquid Water Transport

Sasabe, Takashi, Deevanhxay, Phengxay, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME 2011 9th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology collocated with ASME 2011 5th International Conference on Energy Sustainability 2011年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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発電時の液水挙動を考慮した PEFC 触媒層の LBM 解析

津島将司, 坪田晶博, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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高圧下での密度・濃度の計測に基づく超臨界 CO2 の油への溶解現象

平井秀一郎, 伊藤礼, 植村豪, 津島将司, 原田亮

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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ラマン分光を用いた燃料電池膜内水のミクロ構造解析

岩本祐樹, 田渕雄一郎, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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PEFC の触媒層構造形成と発電性能

鈴木崇弘, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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CO2 の液体溶解現象に関する分子動力学シミュレーション

小寺厚, 平井秀一郎, 植村豪, 津島将司, 河村雄行

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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PEFC 発電時液水挙動に及ぼす GDL ミクロ構造の影響

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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G204 乾燥度試験紙を用いた低加湿運転 PEFC セル内の水分輸送の解明と制御 (OS5 水素・燃料電池)

平得永基, 横井陽馬, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集: シンポジウム 2011.16 2011年一般社団法人日本機械学会

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CO2 地中隔離における浮力駆動多孔質内流動の X 線 CT 計測

植村豪, 片岡亮人, 鈴木雄大, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集日本伝熱学会創立 50 周年記念第 48 回日本伝熱シンポジウム 2011年社団法人日本伝熱学会

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Measurement of water, temperature and current distributions in anode of polymer electrolyte fuel cell during low humidity operation

Nishida, Kosuke, Yokoi, Yoma, Umeda, Kazumasa, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME/JSME 2011 8th Thermal Engineering Joint Conference 2011年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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Investigation of Through-Plane Liquid Water Distribution and Its Variation with Operating Condition of PEMFC by Soft X-ray Radiography

Deevanhxay, Phengxay, Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2011年 The Electrochemical Society

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H111 リチウム空気電池多孔質電極内の固相析出・溶解 in-situ 三次元可視化

植村豪, 桝田哲太郎, 津島将司, 今西誠之, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 2014年一般社団法人日本機械学会

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D132 原油増進回収における油/CO_2 超臨界混和の解析

久保田英之, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 2014年一般社団法人日本機械学会

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CO 2 Trapping Phenomena in Porous Media of Geological Storage by Lattice Boltzmann Method

Uemura, Suguru, Noda, Atsuto, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

International Heat Transfer Conference Digital Library 2014年 Begel House Inc.

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Influence of cell geometry and operating parameters on performance of a redox flow battery with serpentine and interdigitated flow fields

Tsushima, Shohji, Sasaki, Sho, Hirai, Shuichiro

Meeting Abstracts 2013年 The Electrochemical Society

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Performance Improvement in Redox Flow Battery With Flow-Through Channel Geometry

Tsushima, Shohji, Sasaki, Sho, Suzuki, Takahiro, Deevanhxay, Phengxay, Hirai, Shuichiro

ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels 2013年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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H123 PEFC カソード側 MPL の微細構造が液水輸送と発電特性に及ぼす影響

奥畑剛, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2014 2014年一般社団法人日本機械学会

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In-situ visualization of generated gas distribution in an operating direct hydrazine hydrate fuel cell by soft X-ray radiography

Sakamoto, Tomokazu, Asazawa, Koichiro, Deevanhxay, Phengxay, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Tanaka, Hirohisa

Meeting Abstracts 2013年 The Electrochemical Society

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Visualization of Water Transport and Freezing Process in a Gas Diffusion Layer of PEFC During Low Temperature Operation

Nishida, Kosuke, Murakami, Takeshi, Kobayashi, Kazutaka, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME/JSME 2007 Thermal Engineering Heat Transfer Summer Conference collocated with the ASME 2007 InterPACK Conference 2007年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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Lattice Boltzmann simulation on flow fields connected with multiple side‐channels

Tsushima, Shohji, Moriyama, Koji, Hirai, Shuichiro

Heat Transfer?Asian Research: Co‐sponsored by the Society of Chemical Engineers of Japan and the Heat Transfer Division of ASME 2007年 Wiley Online Library

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2117 ガスクロスオーバの分圧依存性の評価にもとづく電解質膜劣化挙動解析 (J17-2 燃料電池 (2) 固体高分子形燃料電池, ジョイントセッション, 21 世紀地球環境革命の機械工学: 人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2008.7 2008年一般社団法人日本機械学会

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PEFC カソード側ガス拡散層内における水分の可視化と定量測定

伊藤寛和, 村上毅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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低加湿運転 PEEC の発電特性と電極間水移動

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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PEFC 発電特性と水分輸送に及ぼすミクロ多孔質層の効果

津島将司, 小高敏和, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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安定地中隔離を目指した液体 CO2 の超微粒化

植村豪, 鈴木啓祐, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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PEFC 触媒層内物質移動の格子ボルツマンシミュレーション

瀧田晋平, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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4-24 排ガス中微量成分 in-line 分析にもとづく PEFC 内不純物挙動の解析 ((7) 燃料電池 3, Session 4 新エネルギー)

平井秀一郎, 盛岡弘幸, 津島将司

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 17 回日本エネルギー学会大会 2008年一般社団法人日本エネルギー学会

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2120 低加湿運転 PEFC 内水分輸送が流路方向発電性能分布に及ぼす影響 (J17-3 燃料電池 (3) 固体高分子形燃料電池, ジョイントセッション, 21 世紀地球環境革命の機械工学: 人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

年次大会講演論文集 2008.7 2008年一般社団法人日本機械学会

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4-5-3 空気極混入 SO2 による PEFC 電極被毒と性能低下機構 (4-5 燃料電池 1, Session 4 新エネルギー, 研究発表)

北村房男, 大坂武男, 金子佳亮, 津島将司, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 19 回日本エネルギー学会大会 2010年一般社団法人日本エネルギー学会

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Measurement of Water Distribution in Anode of Polymer Electrolyte Fuel Cell Under Low Humidity Conditions

Nishida, Kosuke, Yokoi, Yohma, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ASME 2009 7th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology 2009年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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高濃度メタノール発電のための DMFC 内物質輸送の解析と制御

津島将司, 細谷友麿, 藤井義喜, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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軟 X 線による PEFC 多孔質内液水輸送の高分解能可視化

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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C210 EXPERIMENTAL VISUALIZATION AND NUMERICAL SIMULATION OF WATER TRANSPORT IN GAS DIFFUSION LAYER OF PEFC (Fuel Cell-2)

NISHIDA, Kosuke, ISHII, Motoyuki, TSUSHIMA, Shohji, HIRAI, Shuichiro

The Proceedings of the International Conference on Power Engineering (ICOPE) 2009.2 2009年 The Japan Society of Mechanical Engineers

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低加湿運転 PEFC のアノード電極内における反応分布の予測

横井陽馬, 梅田一雅, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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オゾン光吸収を用いた非シーディング型 PEFC 内ガス流動計測

野田豊人, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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超臨界・液体 CO2 の高圧砂岩内 X 線 CT 計測

植村豪, 片岡亮人, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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A222 X 線 CT 計測を用いた水飽和多孔質中における浮力の影響に関する CCS の研究 (OS-3: 多孔質体内の伝熱 (II))

片岡亮人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 2010年一般社団法人日本機械学会

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CO2 地中隔離における高空間分解能 X 線 CT 計測

深堀大地, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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50μm 電解質膜内水分布の高分解能 MRI 計測

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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C212 液水挙動を考慮した PEFC 触媒層の LBM 解析 (OS-5: 燃料電池関連研究の新展開 (I))

坪田晶博, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 2010年一般社団法人日本機械学会

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P3002-(7) 東京工業大学グローバル COE プログラム「エネルギー学理の多元的学術融合」における教育プログラム ([P3002] 世界で活躍する若手研究者の育成に向けた大学院博士課程教育, 特別企画)

平井秀一郎

年次大会講演資料集 2010.9 2010年一般社団法人日本機械学会

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湿度非平衡環境下における電解質膜水分輸送に及ぼす触媒層の影響

鈴木崇弘, 田渕雄一郎, 津島将司, 平井秀一郎, 青谷幸一郎, 久保則夫

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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C211 固体高分子形燃料電池触媒層の AFM 計測 (OS-5: 燃料電池関連研究の新展開 (I))

永井邦雄, 津島将司, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 2010年一般社団法人日本機械学会

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F205 地中隔離における砂岩内 CO_2 の高空間分解能 X 線 CT 計測 (OS11 温暖化対策と CO_2 削減技術), 動力エネルギーシステム部門 20 周年, 次の 20 年への新展開

植村豪, 片岡亮人, 深堀大地, 津島将司, 平井秀一郎

動力・エネルギー技術の最前線講演論文集: シンポジウム 2010.15 2010年一般社団法人日本機械学会

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東工大環境エネルギーイノベーション棟における先進エネルギーシステムの設計

伊原学, 佐々木真人, 大庭正俊, 阿久津太一, 平山浩樹, 小寺豊, 三好立志, 佐久間武史, 佐藤政弘, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集化学工学会第 42 回秋季大会 2010年公益社団法人化学工学会

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G214 原油増進回収における油/超臨界 CO_2 混和形成過程の観察とラマン分光計測 (一般講演)

伊藤礼, 植村豪, 津島将司, 原田亮, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 2010年一般社団法人日本機械学会

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PEFC カソード電極内水分輸送における MPL の有効性評価

谷口僚, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 47 回日本伝熱シンポジウム 2010年社団法人日本伝熱学会

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B141 ミクロ多孔質における微粒子輸送・堆積の LBM 解析 (OS-4: マイクロ・ナノ熱工学 (II))

北山大介, 津島将司, 坂下俊, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2010 2010年一般社団法人日本機械学会

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PEFC 発電特性に与える空気中微量不純物の影響解析

盛岡弘幸, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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PEFC 膜電極複合体内の極細熱電対による温度計測

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集化学工学会第 40 回秋季大会 2008年公益社団法人化学工学会

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クロスオーバによる電解質膜の劣化挙動解析とモデル化

沈宰暎, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 45 回日本伝熱シンポジウム 2008年社団法人日本伝熱学会

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核ラベリング計測による PEFC 電解質膜内水分輸送解析

藤井義喜, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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F0502 (2) 燃料電池システムおよび水素関連技術の研究開発動向: 東工大 GCOE 「エネルギー学理の多元的学術融合」を中心として ([F0502] 燃料電池・水素技術の実用化に向けて, 先端技術フォーラム)

平井秀一郎

年次大会講演資料集 2009.9 2009年一般社団法人日本機械学会

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506 液体 CO_2 の超微粒化による安定地中隔離手法の開発 (OS7-2 環境エネルギー関連の流体工学諸問題 2)

植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

東海支部総会講演会講演論文集 2009.58 2009年一般社団法人日本機械学会

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屈折率マッチング法を用いた複雑流路内における非混和性二液体の可視化手法開発

植村豪, 中盛知, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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4-5-4 SO_2 濃度と加湿条件が PEFC 電極の被毒に及ぼす影響 (4-5 燃料電池 2, Session 4 新エネルギー, 研究発表)

金子佳亮, 津島将司, 平井秀一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集第 18 回日本エネルギー学会大会 2009年一般社団法人日本エネルギー学会

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固体高分子電解質膜の透湿過程における濃度拡散と物質伝達

津島将司, 鶴本真介, 瀧田晋平, 平井秀一郎, 田渕雄一郎, 久保則夫, 青谷幸一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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軟 X 線による PEFC 内液水分布の可視化

笹部崇, 津島将司, 平井秀一郎, 南勝利, 矢田慶治

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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レーザ誘起蛍光を用いた燃料電池内ガス流動の計測

鈴木崇弘, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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感水試験紙による PEFC アノード側水分状態の可視化計測

横井陽馬, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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原子間力顕微鏡による加湿条件下 PEFC 電解質膜表面ナノクラスター構造解析

坪田晶博, 田渕雄一郎, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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PEFC 被毒に及ぼす空気中混入不純物濃度と加湿条件の影響

金子佳亮, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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Liquid water visualization in an operating PEMFC by soft X-ray radiography

Sasabe, Takashi, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro, Minami, Katsunori, Yada, Keiji

ASME 2009 7th International Conference on Fuel Cell Science, Engineering and Technology 2009年 American Society of Mechanical Engineers Digital Collection

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マイクロフォーカス X 線 CT による水飽和砂岩に注入された非混和流体の可視化解析

片岡亮人, 植村豪, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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[展望講演] 燃料電池と CO2 貯留の研究開発にみる in situ 計測がもたらす新展開

津島将司, 平井秀一郎

化学工学会研究発表講演要旨集化学工学会第 41 回秋季大会 2009年公益社団法人化学工学会

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PEFC カソード触媒層における物質移動・過電圧分布の 3 次元 LBM シミュレーション

瀧田晋平, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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近赤外吸収分光法に基づく PEFC カソード側電極内の水分量測定

石伊志行, 西田耕介, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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ラマン分光による PEFC 電解質膜内水の動的挙動解析

伊藤礼, 田渕雄一郎, 津島将司, 平井秀一郎

日本伝熱シンポジウム講演論文集第 46 回日本伝熱シンポジウム 2009年社団法人日本伝熱学会

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Analysis of Water Transport in PEFC by MRI Measurement

Teranishi, Kazuhiro, Nishida, Kosuke, Tsushima, Shohji, Hirai, Shuichiro

ECS Proceedings Volumes 2004年 The Electrochemical Society

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ハイドレートを伴う CO_2 ガスの噴出挙動 (オーガナイズドセッション 12 CO_2 排出抑制技術に関する熱工学)

前山雄一郎, 平井秀一郎, 末包哲也, 津島将司

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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長期安定隔離を目指した CO_2 の貯留・漏洩メカニズムに関する研究

末包哲也, 水本飛鳥, 平井秀一郎

研究発表会講演論文集/エネルギー・資源学会 [編] 2004年エネルギー・資源学会

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CO_2 地中隔離における貯留・流動に与える毛管圧の影響 (オーガナイズドセッション 12 CO_2 排出抑制技術に関する熱工学)

末包哲也, 塚本佳久, 水本飛島, 平井秀一郎

熱工学コンファレンス講演論文集 2004 2004年一般社団法人日本機械学会

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共同研究・競争的資金等の研究課題

対流起因勾配拡散と電気泳動が重畳干渉するイオン輸送現象解明と可逆電池への発展

研究課題/領域番号：22H01412 2022年4月 - 2025年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

平井秀一郎

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配分額：17550000円（直接経費：13500000円、間接経費：4050000円）

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対流起因勾配拡散と電気泳動が重畳干渉するイオン輸送現象解明と可逆電池への発展

研究課題/領域番号：23K22683 2022年4月 - 2025年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

平井秀一郎

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配分額：17550000円（直接経費：13500000円、間接経費：4050000円）

亜鉛空気電池は，高エネルギー密度，低コストであることから，次世代二次電池として注目されている．しかし，高速充電時に亜鉛の樹枝状結晶（デンドライト）が成長し，内部短絡によって電池機能を喪失する課題がある．デンドライトは亜鉛極表面の濃度勾配により電位差が生じ，析出先端の局所電流が大きくなることにより誘起されると推定されていることから，デンドライト成長を抑制する手法として，フロー型亜鉛空気電池を対象にしている．フロー型亜鉛空気電池は電解液の流動により亜鉛イオン分布の不均一性を抑制することができ，先行研究により電池動作の可逆性の向上が実証されている．しかし，電池動作中の亜鉛極挙動は明らかになっておらず，更なる高速充電の実現には，電解液流動条件下での亜鉛極挙動の理解が重要である．そこで本研究では，フロー型亜鉛空気電池の充電時における亜鉛極挙動の解明を目的として，電解液流動条件ならびに充電速度を変えたオペランドX線イメージングを実施した．その結果，電解液の流れなしで充電を行った場合，亜鉛はデンドライト構造で析出し，高電流密度（100 mA/cm2）条件ではデンドライトの成長速度が上がるのに対し，電解液を流動させて充電を行った場合，電流密度条件に関わらずデンドライト成長が抑制され，緻密な亜鉛析出になることが明らかになった．また，流れなしでは発生した気泡が電極表面に滞留し，反応表面積の減少により過電圧が増加するが，流れありでは電解液流動により気泡が電極表面から除去されることで，過電圧増加が抑制されることが明らかになった．本研究を総じて，電解液流動は亜鉛析出の均一化と過電圧増加の抑制により電池性能を向上させるといえる．

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In-situ複合計測によるリチウム/酸素の移動・反応の統合的解明と電池高性能化

研究課題/領域番号：15H02347 2015年4月 - 2020年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

平井秀一郎, 植村豪, 河村雄行

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配分額：43940000円（直接経費：33800000円、間接経費：10140000円）

リチウム空気電池は理論容量が最も大きい二次電池であるが，実用化に求められる高い電流密度での放電ができない．本研究では，電池性能を律速していると考えられる空気極内の酸素の移動・反応を統合的に解明し，電池を高性能化するため，低エネルギーX線CT計測，XRD計測，微細ファイバ式酸素濃度計測など，電池内部を非破壊かつその場（in-situ）で計測できる手法を駆使した複合計測を実施した．その結果，空気極の深部までは酸素が輸送されておらず，放電反応が表面近傍に集中し，反応生成物も偏析していることを明らかにした．さらに電極構造や電解液の含侵状態を改良することで，高い電流密度でも放電が実現できることを示した．

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ナノバブル生成/溶解のスマート計測制御による狭隘空間内物質移動の超高フラックス化

研究課題/領域番号：15K13881 2015年4月 - 2018年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業挑戦的萌芽研究

平井秀一郎, 植村豪

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配分額：3900000円（直接経費：3000000円、間接経費：900000円）

リチウム空気電池は単位重量・単位体積当たりの理論エネルギー密度が最も高い二次電池であるが，現状では本来の電池出力が発揮されていない．これは空気極内への酸素供給量（酸素フラックス）が不足していることに起因しているためであり，本研究では電解液中の溶存酸素濃度を制御し，リチウム空気電池の高出力化を目指した．実験ではナノ・マイクロバブル型酸素溶解装置を用いて電解液内の溶存酸素濃度を6.5～15.0mg/Lの範囲で制御し，電池性能を調べた．その結果，酸素濃度を増加によって電池性能は向上するものの，さらなる高性能化のためには電極内に電解液を流す等，より能動的な酸素供給が必要であることを示した．

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非混入型分子トレーサ速度計測と酸素吸収分光を核とした燃料電池の統合的物質移動解明

研究課題/領域番号：22246024 2010年4月 - 2015年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

平井秀一郎, 津島将司, 植村豪, 西田耕介

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配分額：47450000円（直接経費：36500000円、間接経費：10950000円）

燃料電池は、拡散層、触媒層、電解質膜などがサンドイッチ状に積層された面状の多孔質体の中で酸素、水素などの不均質な物質輸送と反応が生じていることが現象の解明を困難にしており、物質輸送ならびに反応分布を正確に把握することが重要である。レーザ速度計測は，パルスレーザー光を流路に対して垂直方向に照射することにより、アブレーションを起こし、流路水平方向からパルスレーザー光を一定の時間間隔で照射し、タグ物質からの発光を高速度カメラで撮影した画像からガス流速を測定する新しい手法を開発した。これと，酸素の濃度測定により、燃料電池が発電モードで、燃料電池の統合的な物質移動と反応を解明した。

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磁気共鳴・レーザ計測の先進化による発電モードでの燃料電池の物質移動・劣化機構解明

研究課題/領域番号：18206023 2006年 - 2009年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也, 植村豪

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配分額：48880000円（直接経費：37600000円、間接経費：11280000円）

本研究課題では,次世代自動車用動力源として期待される固体高分子形燃料電池の内部における物質移動と劣化機構解明に関する研究を実施した.新たに核ラベリング磁気共鳴イメージング法を開発し,燃料電池内部の水分輸送現象の基礎的解明を行い,電解質膜の乾燥を抑制するために,微細孔層の導入が有用であることを示した.さらに,燃料電池流路内ガス流動計測のために,オゾン光吸収を用いたレーザ計測技術を開発し,サーペンタイン流路において,非発電・発電状態ともに多孔質ガス拡散層(GDL)を供給ガスが透過することを実験的に明らかにし,燃料電池の高性能化,高耐久化のために均一な発電を実現するための基礎的な知見を得た.

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漏洩リスクフリー安定型二酸化炭素地下貯留技術の開発

研究課題/領域番号：18510069 2006年 - 2007年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

末包哲也, 平井秀一郎, 津島将司

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配分額：4060000円（直接経費：3700000円、間接経費：360000円）

漏洩リスクの無い安定的な貯留メカニズムである残留ガストラップと溶解トラップに注目し、これらのメカニズムによる貯留量の定量的な計測を行い、貯留量を実験的に明らかにするともに、格子ボルツマン法を用いた数値シミュレーションを通じて、貯留メカニズムの解明を行った。典型的な岩石としてベレア砂岩、多胡砂岩を対象として、残留ガス飽和度の計測を行った。ガスの残留量を計測する手法として、等温膨張を用いる手法を提案するとともに、この方法により、高精度で残留ガス量を計測できることを明らかにした。計測の結果、実験条件によらずベレア砂岩の場合、25-30%の二酸化炭素が界面張力によりトラップされることが明らかとなった。これらの実験結果に基づいて日本の残留および溶解トラップによる二酸化炭素地下貯留量を推定したところ、716.7億トンの貯留ポテンシャルが存在することが明らかとなった。キャップロックによる物理トラップと併せて、1018億トンの貯留ポテンシャルが存在し、これは日本の二酸化炭素排出量の約76年分に相当する。一方、ミクロなレベルからトラップメカニズムを解明するために、格子ボルツマン法による数値シミュレーションを試みた。本年度の成果として、地下1000mに対応する水と二酸化炭素の粘性、密度、界面張力を考慮した数値解析に成功し、残留ガストラップ状態を再現することに成功した。このように、残留ガストラップと溶解トラップを用いることにより、漏洩リスクの無い日本に適した二酸化炭素貯留が可能であることが示された。

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燃料電池のプロトン・水分輸送のMRI計測を核とする高性能化・高安定化手法の開発

研究課題/領域番号：16360103 2004年 - 2005年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

平井秀一郎, 末包哲也, 津島将司

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配分額：15100000円（直接経費：15100000円）

固体高分子形燃料電池は、出力電流密度が高いためコンパクトで、高効率でかつCO_2を排出しない運転が可能であることから、地球環境保全とエネルギー有効利用のための次世代自動車用動力源として期待されている。
供給する水素は、膜の水素極側の触媒でプロトンと電子に分離し、プロトンは固体高分子により構成された膜の中を酸素極側に移動するが、プロトンが膜内を移動するメカニズムがわかれば、プロトンに伴い水分子が膜の中を移動する現象が明らかになり、上記の水分の入力経路とあわせて電解質膜内で生じている反応を伴う物資輸送現象が統合して明らかになる。しかし、プロトンがどのような機構により電解質膜内を水素極側から酸素極側へ移動しているのか、すなわち、プロトンが単純な移流により移動しているのか、それともプロトンが電解質膜を構成する固体高分子と電子交換をしながらプロトンホッピングと呼ばれるものにより移動しているのかもわかっていない。
そこで、このプロトン移動のメカニズムを明らかにするために、最初、水素(H_2)を供給して定常発電状態にある燃料電池に対して、ある時刻から水素を重水素(D_2)に切り替えて供給し、電解質膜内水分布の時間変化をMRIにより計測を行った。 MRI計測においては、水素原子核を計測各種とした場合、重水素核からの信号が計測されないことを利用して、電解質膜内に水素原子核が浸透する過程の時間変化を計測することに成功した。その結果、電解質膜内のプロトン移動機構は、ホッピング機構が支配的であることが実験的に明らかになった。
また、ガス拡散層の水分輸送について、格子ボルツマン法を用いた数値計算を実施し、ガス拡散層の空孔率や燃料電池の発電量が水分輸送、特にフラッディングに及ぼす影響について調べた。その結果、空孔率と発電量はフラッディングについて大きな影響を及ぼすが、空孔のスケールは及ぼさないことを明らかにした。

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高圧水充填多孔質における超臨界二酸化炭素の浸透・閉塞を伴う移流拡散現象の解明

研究課題/領域番号：13450081 2001年 - 2003年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也

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配分額：14000000円（直接経費：14000000円）

膨大なCO_2排出量に対して、量的に意味のある寄与が可能である技術としてCO_2地下貯留が注目されている。地下の高温・高圧条件においてCO_2は超臨界状態となり、水よりもわずかに軽いために浮力を受け移流すると考えられている。よって、隔離技術の長期安定性を評価するためには、これらの条件における岩石(多孔質)内の移流現象の解明が必要不可欠である。
本研究では、核磁気共鳴イメージング(MRI)の手法を用いて、多孔質内の超臨界CO_2と水の移流現象の可視化手法を開発した。地下の岩石を模擬したガラスビーズ充填層に対して、地下1000mの条件である、100気圧、50℃の条件において、CO_2注入時及び浮力による移流の様子を可視化することに成功した。MRIにより充填層内部を可視化することにより、これまでに計測が不可能であった多孔質内部の飽和度をすべての断面において時間変化として得ることができる。これらのデータをもとに、新たな解釈手法を適用し、多孔質流動を記述する透過係数や毛管圧を直接求めることができることを示した。次に、これらの手法を典型的な岩石であるベレア砂岩に適用した。ここでは、岩石に対して地下の高温・高圧条件を再現しながらMRIにより可視化する手法を新たに開発した。一方、多孔質内流動現象を把握するためミクロな視点から数値シミュレーションを行った。格子ボルツマン法をもちいて、浮力、粘性比、界面張力、濡れ性などを考慮した解析コードを開発した。その結果、地下貯留で想定される移流速度が極めて遅い場合、毛管圧の影響が顕著となり、ダルシー則から逸脱することが明らかとなった。従来、相対浸透係数は飽和度のみの関数として扱われてきたが、毛管圧とともに相対浸透係数が小さくなり、貯留したCO_2の長期的な挙動予測には極めて重要な影響を及ぼす。特に、キャップロックからの漏洩には顕著に影響することを明らかにした。

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環境調和と長期隔離のための実効型CO_2海洋隔離技術の開発

研究課題/領域番号：12555055 2000年 - 2002年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

平井秀一郎, 末包哲也, 岡崎健, 大隅多加志, 津島将司, 大隈多加志

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配分額：6600000円（直接経費：6600000円）

大気中のCO_2の濃度の増加を抑制するために、火力発電所などの大量発生源から回収した液体CO_2を海洋に隔離する方策は、CO_2を注入・溶解する方法・技術によりいかに酸性化の程度を低減させ、生物影響を無視できるほど小さくするかが実用化されるかどうかのポイントとなる。本研究は、CO_2液泡群を放出する直前に液CO_2泡内に水を噴射することにより水と液体CO_2が高圧化で反応し生成されるハイドレート微粒子を生成させ、ハイドレートの密度が大きいことを利用してCO_2液胞を海洋中で加工させて溶解させることにより海洋深層にCO_2を長期にわたり隔離させ、なおかつ液CO_2胞の溶解に要する移動距離が大きいことを利用して薄くをCO_2溶解させ、生物影響が極めて小さい新しいCO_2の海洋深層超希釈溶解技術を開発することを目的とする。
本研究で開発した方法は、CO_2液泡内に水微粒子を噴射することにより、水と液体CO_2が高圧化で反応して生成されるハイドレート微粒子を生成させ、その効果をCO_2海洋隔離が実現されるのに有効なものとして利用しようとするものであるが、水微粒子の表面に形成したハイドレートの分率を上げるために、微粒化した液体CO_2の特性を噴出ノズル径、速度を大幅に変化させて、これらの現象を解明した。さらに、進展した方法として、水中にCO_2液体を微粒化する方法について検討した。この場合、液泡内のCO_2の分率は、上記のCO_2液体の中の水噴霧に比べて小さくなるために、液泡の比重量を容易に増加させて周囲海水中を沈降する方法について明らかにした。

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物質と熱の再循環を統合した超クリーン・高効率燃焼システムの基礎学理の構築

研究課題/領域番号：11305019 1999年 - 2001年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)

岡崎健, 伏信一慶, 平井秀一郎, 小川邦康

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配分額：32530000円（直接経費：30700000円、間接経費：1830000円）

本研究では、物質再循環と熱再循環を統合することにより、燃料中に窒素分や硫黄分などを比較的多量に含む重低質燃料を、超クリーン(CO_2、NOx、SOxフリー)かつ高効率で燃焼あるいはガス化するシステムの基礎学理を構築し、これを体系化することにより、従来の既成概念から脱却した新しい地球環境保全型化石燃料有効利用システムを実現するための基礎を確立することを目的としている。
従来、熱再循環は廃顕熱の有効利用を目的とした熱回収の範疇でしか捉えられていなかったが、本研究では、熱再循環によってself-consistentに実現できる燃焼場の高温化の積極利用、また物質の再循環により実現される燃焼場の化学組成の大幅な変化を組み合わせることで、CO2回収を容易にしながらNOx、SOxの排出を自動的に大幅低減する、従来にない新規なクリーン・高効率燃焼システムを提案し、その学理を提示している。
NOx、SOxの低減については個別の検討を行い、それぞれ再循環ガス中NOxの積極的還元、また高濃度SO2雰囲気下での炉内脱硫におけるCaSO4分解反応抑制など、個別の現象にターゲットを絞り、それらに果たす要因を分離した実験を行い、定量的に明らかにしている。また、これらの現象は、平衡計算・動力学計算により理論的な裏付けも行っている。
また、本研究課題が対象としている低質燃料のクリーン・高効率利用の範疇から、そのガス化反応についても検討を加え、特に熱再循環により実現される高温場が水素リッチガス化を目指す上でも有効であることを示している。

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磁気共鳴画像計測と格子ボルツマン法によるCO_2水和物の膜構造と物質輸送現象の解明

研究課題/領域番号：11650209 1999年 - 2000年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

平井秀一郎, 津島将司, 末包哲也, 岡崎健, 小川邦康

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配分額：3700000円（直接経費：3700000円）

大気中のCO_2濃度の増加を抑制するために火力発電所などのCO_2大量発生源から回収した液体CO_2を深海底窪地に隔離しようとする方策は,深海底の超高圧下でCO_2ハイドレートと呼ばれる固体水和物が液体CO_2と海水の界面に膜状に形成され,CO_2が海洋中に溶解することを抑制し,海洋環境に与える影響を大きく低減する効果を有していると考えられている.しかし,液体CO_2と海水の界面に存在する固体水和物を通してCO_2が海水へ溶解拡散する物質移動機構については不明で,特にこのことを固体水和物の多孔質構造との関連において明らかにすることが基礎的にも,またCO_2を安定に隔離し,貯留する制御指針を得るためにも重要であると考えられる.CO_2ハイドレートは,水分子より構成されたサッカーボール状のケージ(かご)の中にCO_2分子が取り込まれた基本構造をしており,これらのサッカーボール状のケージが集合して固体の超微粒子群を形成し,超微粒子群のすき間をフリーな水分子ならびにCO_2分子が運動していることがCO_2ハイドレート内での物質移動の担い手になっていると考えられる.本研究はこのようなCO_2ハイドレートの特異な多孔質の中の物質移動現象を,磁気共鳴3次元画像計測と格子ボルツマンシミュレーションにより明らかにした.
磁気共鳴イメージング法は,磁場中に置かれた水分子中の水素原子核の固有振動数と等しい電磁波を照射することによって生ずる共鳴現象を利用して,水分子の存在濃度を10μmの分解能で2次元画像として得ることが可能な装置であり,撮影断面をトラバースし,画像処理をすることにより,3次元画像を得ることができる.また,固体と液体では,緩和時間が異なることを利用して,これらを区別してイメージングを行うことができるため,超微粒子群(固体)を構成している水分子とフリーな液体状態の水分子が共存しているCO_2ハイドレートの特異な構造を解明することが可能となる.また,照射電磁波を共振周波数にロックすることにより,緩和時間の情報から水分子およびCO_2分子の拡散流束を直接計測することができる.これらの計測により得られる結果を統合することにより,CO_2ハイドレートの構造とこれに密接に関連する物質移動現象を明らかにする.
さらに,格子ボルツマンシミュレーションにおいて,多孔質内の流動・物質移動を計算するのに必要な複雑な境界条件の設定する手法を開発し,さらに多孔質構造が流動現象にどのような影響をおよぼすのか,これらの相互作用を明らかにした.

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磁気共鳴3次元画像計測と分子動力学によるCO2水和物の構造・物質移動機構の解明

研究課題/領域番号：09750220 1997年 - 1998年

日本学術振興会科学研究費助成事業奨励研究(A)

平井秀一郎

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配分額：2800000円（直接経費：2800000円）

大気中のCO2濃度の増加を抑制するために分離回収した液体CO2を深海底に貯留し隔離しようとする方策は,深海底の超高圧力条件下でCO2ハイドレートと呼ばれる固体水和物が液体CO2と海水の界面に形成され,CO2が海洋中に溶解することを抑制し,海洋環境に与える影響を大きく低減する効果を有していると考えられている.しかし,液体CO2と海水の界面に存在する固体水和物を通してCO2が海水へ溶解拡散する物質移動機構については不明で,特にこのことを固体水和物の構造との関連において明らかにすることが基礎的にも,またCO2を安定に隔離し,貯留する制御指針を得るためにも重要であると考えられる.CO2ハイドレートは,サッカーボール状のケージが集合することによって超微粒子群を形成しており,その超微粒子群のすき間をフリーな水分子ならびにCO2分子が運動していることがCO2ハイドレート内での物質移動の担い手になっていると考えられる.本研究では温度を高度に制御された恒温室内で,耐圧特殊アクリル内に耐圧ガラスを密着させたペンシル型の超高圧MRI用試料管に,液体CO2とイオン交換した水を2つの液の間に界面が形成されるように注入した.界面でCO2ハイドレートを成長させ,CO2ハイドレート中の水分子を構成している水素原子核は,超伝導傾斜磁場内で水素原子核の固有回転振動数と同じ振動数をもつ電磁波の照射により共鳴励起され,これにより生じる誘導電流を検出することにより,2次元空間内における水分子濃度を画像計測を行い、CO2ハイドレートの成長速度を明らかにした。これにより、CO2ハイドレートの中の成長機構について考察をくわえることが可能となり、そのモデリングならびに透過係数を算出した。

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CO_2循環石炭燃焼における極低NOx化機構と高効率炉内脱硫

研究課題/領域番号：09450089 1997年 - 1998年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

岡崎健, 小川邦康, 平井秀一郎

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配分額：9900000円（直接経費：9900000円）

CO_2循環石炭燃焼では純酸素/再循環ガスの雰囲気中で石炭を燃焼させることで、分離過程を経ることなくCO_2を直接回収できる。さらに、NOxの排出量が空気燃焼時に比べ1/4〜1/6に大幅に低下するとともに、従来は微粉炭燃焼では不可能だった高効率炉内脱硫も可能となることが期待されている。本研究は、CO_2回収、極低NOx化、高効率炉内脱硫を同時に実現する、新しい環境保全型石炭燃焼システムの基礎を確立することにある。
平成9年度は、自動極低NOx化機構に重点をおいて、実験的、理論的に詳細な検討を行い、再循環ガス中のNOxが火炎場に再流入して積極的還元を受ける機構が支配的であることを明らかにした。
平成10年度は、炉内高効率脱硫機構に関して、1. 燃焼炉内のCO_2濃度増加による脱硫剤粒子の反応性への影響、2. 再循環ガス中に含まれるSO_2が燃焼炉内に再流入することによるSO_2高濃度化の影響を考慮した。これらが高効率炉内脱硫に及ぼす影響を分離して検討するため、循環炉を用いず、流通式反応器、固定層反応器を用いて実験を行うとともに、脱硫剤粒子の反応モデルと実験結果と組み合わせることにより脱硫剤粒子のCaSO_4への転換率を見積もり、さらにその結果をもとにCO_2循環石炭燃焼のマテリアルバランスを考慮することで、CO_2循環石炭燃焼のシステム全体の脱硫効率を算出した。その結果、CO_2循環石炭燃焼における高効率炉内脱硫の主要因は、燃焼ガスのうち約4/5が再循環し、その中に含まれるSO_2が燃焼炉内に再流入することにより燃焼炉内のSO_2濃度が空気燃焼時の3倍以上に上昇、これにより脱硫反応の反応速度が上昇し、また脱硫反応で生成したCaSO_2の高温域における分解反応が抑制され、脱硫剤粒子の利用効率が大幅に向上するためであることが判明した。
これらの結果を総合し、本CO_2循環石炭燃焼では高効率CO_2回収ばかりでなく、極低NOx化と高効率炉内脱硫を同時に達成できること、およびその本質的メカニズムが明らかにされた。

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核磁気共鳴と分子動力学計算による超高圧下固体水和物中でのCO_2物質移動現象の解明

研究課題/領域番号：08750226 1996年

日本学術振興会科学研究費助成事業奨励研究(A)

平井秀一郎

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配分額：1000000円（直接経費：1000000円）

大気中のCO_2濃度の増加を抑制するために火力発電所等の大量発生源から分離回収した液体CO_2を深海底に貯留する方策は,深海底の超高圧力条件下でCO_2クラスレートハイドレート(CO_2包接水和物)と呼ばれる固体水和物が液体CO_2と海水の界面に形成され,CO_2が海洋中に拡散することに対して抑制する効果を有すると考えられているため,有望なものと考えられている.しかし,液体CO_2と海水の界面に存在する固体水和物を通してCO_2が海水へ溶解拡散する物質移動機構については不明で,特にこのことを固体水和物の生成過程とその特異な構造の関連を明らかにすることが基礎的に重要であると考えられる.本研究は,水分子とCO_2分子を構成する原子間にポテンシャルを与えるCO_2クラスレートハイドレート形成過程の分子動力学シミュレーションを行った.初期条件として,まず,368個の水分子をランダムに配置した場を形成し、これにCO_2クラスレートの大ケージの中心位置にCO_2分子を配置した.その後,分子動力学シミュレーションを行い,水分子が水素結合を行い,これによりケージが構成され,CO_2クラスレートが形成されていく過程をコンピュータシミュレーションにより再現することができた.また,このシミュレーションにより得られるデータベースを用いて,CO_2クラスレートがなぜ形成されるのかを考察を行い,CO_2分子間に形成される狭いポテンシャル領域が,水分子の運動を2次元の範囲に限定し,これにより5員環,6員環が,最終的にはCO_2クラスレートのネットワークが形成されることを分子論的な視点から明らかにした.

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多光子型レーザ誘起蛍光を用いたCO_2の高感度計測システムの試作

研究課題/領域番号：07558069 1995年 - 1996年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

岡崎健, 鈴木祐二, 伊東輝行, 平井秀一郎, 伊藤輝行

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配分額：7200000円（直接経費：7200000円）

大気中の二酸化炭素濃度の増加による地球温暖化問題の解決には,燃焼により排出されるCO_2の吸収,固定,処理および貯留に関する要素技術を開発し,その技術の最適化を計ることが重要であるが、特に最も重要な因子であるCO_2の動的挙動について把握するための計測手法,すなわち,高い時空間分解能を有するCO_2光学計測法がないのは,CO_2分子が前述のレーザ発振波長に吸収帯がない分子に属しているために生じている.本研究はレーザ光の多光子吸収法を適用することによりCO_2誘起蛍光を用いた高感度・非接触計測システムを試作することを目的として研究を行った。この方法は,通常のレーザ発振波長域より極短波長紫外側にある分子の吸収帯で多光子吸収を生じさせ,これにより生じる誘起蛍光のスペクトルならびに強度を計測することにより,レーザ光非吸収化学種の検出を行うものである.
具体的には、二酸化炭素(CO_2)と窒素の混合ガスに,YAGレーザの発振波長をCO_2の極短波長紫外領域にある吸収帯に対して多光子吸収するように同調させて入射させた.レーザ光を多光子吸収して得られる誘起蛍光スペクトルの分光計測を分光器とイメージインテンシファイアを装着したCCDカメラを組合わせたシステムにより行った.その結果,CO_2の濃度に依存した蛍光のスペクトルを検出することに成功した.また,蛍光スペクトルに及ぼすCO_2濃度の影響,レーザ光パルスエネルギーの影響,ガス圧力の影響について明らかにした.

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高温高圧電気集塵システムにおける熱電気現象の解明と高効率化

研究課題/領域番号：07455092 1995年 - 1996年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

岡崎健, 平井秀一郎

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配分額：7700000円（直接経費：7700000円）

石炭ガス化複合発電をはじめとする次世代高効率石炭利用システムの最大の課題の一つは、高温ガスからの灰粒子の高効率除去であり、一般にはセラミックスフィルターが考えられている。これに対し本研究では、比較的低温場では技術的に確立している電気集塵器を高温高圧下で使用することの可能性を検討するために、高温高圧電気集塵システムにおける種々の熱電気現象や集塵特性に及ぼす温度、圧力、あるいは電極様式などの影響を明らかにし、高効率な高温高圧電気集塵を実現するための基礎的な知見を得ることを目的としている。
そこで、円筒型電極(内径50mm,測定部長さ200mm)と中心軸上の細線電極(0.1mmφ)からなる一次元高温高圧(仕様:5気圧、700℃)用の電気集塵器を設計製作し、まず、昇温だけ、加圧だけ、および両者を合わせた場合の放電特性や集塵特性の変化について実験的に検討した。
本研究により得られた主な結果は以下の通りである。
(1)常圧下で等しい印加電圧のもとでは、温度の上昇とともに電流値が急増し電力消費が増大する。また、常温下で等しい印加電圧のもとでは、圧力の上昇により電流値が減少する。
(2)理論的検討の結果、(1)の現象は、平均自由行程の温度・圧力依存性によって良く説明でき、高温電気集塵で高電圧印加・微小電流値のコロナ放電を維持するためには、高圧化が極めて有効であることが明かとなった。
(3)常圧下で等しい電流値のもとでは、温度の上昇とともに集塵効率は低下する。この現象を、グロー放電化に伴う中心細線近傍の電界低下によるイオン発生量の減少、粒子荷電速度の減少、粘性係数の増加による粒子の移動速度の低下により理論的に説明することを試みたが、定性的には傾向を説明できるものの、定量的には今のところ十分満足のいく結果に至っていない。
(4)高温高圧電気集塵特性に関する基礎的な特性を把握することができた。

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深海相当超高圧下におけるクラスレート水和物を界面に伴う液体CO2の動的挙動の解明

研究課題/領域番号：07750224 1995年

日本学術振興会科学研究費助成事業奨励研究(A)

平井秀一郎

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配分額：1100000円（直接経費：1100000円）

地球温暖化の主要な原因の1つである大気中のCO2濃度の増加を抑制するために,火力発電所や製鉄所の大量発生源から分離回収した液体CO2を深海底に貯留する方法は,3000m以深の深海底では液体CO2は海水より密度が大きくなるため深海底の凹地を利用して液体CO2を貯留することが可能になることと,深海底の温度・圧力条件下で液体CO2と海水の反応によりCO2クラスレート水和物(以下,CO2クラスレート)と呼ばれる固体が界面に形成され,CO2の海洋への拡散の抑制に寄与するため,CO2による地球温暖化対策の有望なものの1つとして考えられている.
本研究は,レーザ応用画像計測法を深海相当超高圧下をシミュレートするためにプローブ等の挿入が困難な超高圧下のCO2の実験に適用した.CO2のプールからの深層流による拡散挙動について,CO2クラスレートの溶解に伴うpHの変化をレーザシート内の2次元の誘起蛍光強度分布を受光することにより明らかにし,CO2クラスレートの物理化学挙動を含めたCO2の動的挙動を解明を行った。
液体CO2または水にDye(色素)を混入し,Yagレーザ光の吸収により放射されるレーザ誘起蛍光の瞬時2次元分布を高感度CCDカメラにより受光した.CO2の拡散は,周囲の水に対してpHの変化を誘起し,Dye(色素)としてフルオレセインを用いると,2次元瞬時のpH分布の計測を行った。
これにより、CO2の溶解速度を算出し、液体CO2噴出により得られた液体CO2のプールの上を深層流が流れ,これによりCO2が液体CO2を深海底に貯留することがどの程度のタイムスケールで行えるかを明らかにした。1GWの火力発電所から排出されるCO2の10年分が完全に溶解するまで240年程度要することを明らかにした

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レーザ平面蛍光法と直接シミュレーションによる密度変動を伴う旋回乱流輸送現象の解明

研究課題/領域番号：06750196 1994年

日本学術振興会科学研究費助成事業奨励研究(A)

平井秀一郎

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配分額：900000円（直接経費：900000円）

速度の異なる2流体がしきり板を介して混合する混合層について,数値粘性を加えない4次精度の中心差分を用いた直接シミュレーションを行い,以下の結論を得た.
(1)速度比が0.7の場合について得られるシミュレーション結果より,混合層の初期生成領域では,運動量ならびにスカラー量の輸送が抑制される.特に,運動量の場合は抑制効果が大きく,逆勾配拡散現象が観測される.これらの特異な輸送現象が生じる原因について,運動量ならびにスカラー量の輸送を表わすu′v′ならびにv′c′の輸送方程式の各項の大きさと渦運動の相互作用について考察した.その結果,混合層初期生成領域においては,渦間の間隔が狭く,渦相互の干渉する効果により,渦の間に2次流れが生成され,主流と直角方向の速度変動が大きなものになること,その効果により,勾配拡散を駆動する生成項の大きさより,逆勾配拡散を駆動する速度圧力勾配相関項の大きさが卓越し,これにより運動量ならびにスカラー量の輸送が抑制されていることが明らかになった.
(2)混合層の下流領域では,渦の合体が観測される.混合層の発達には,渦の合体が大きな役目を果たしていることが従来より指摘されているが,渦の合体時にどのような運動量輸送が行われるか明確ではなかった.直接シミュレーションから得られるデータベースを用いて,その現象について考察を行った.その結果,渦の合体時には,瞬時の速度変動のu′v′の負の領域,すなわち勾配拡散を駆動する領域が合体し,大きな負の領域が形成され,これにより運動量の勾配拡散が駆動されること,また,その後,u′v′の正の領域が生成され,逆勾配拡散が生じることが明らかになった.
さらにスカラー量の輸送についても考察を行い,スカラー量の輸送をあらわすu′c′は,渦合体挙動の初期には勾配拡散が駆動され,さらに合体が進むと逆勾配拡散が駆動される特徴的な輸送機構が生じていることが明確になった.

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レーザ応用計測と直接シミュレーションによる密度変動を伴う旋回乱流輸送現象の解明

研究課題/領域番号：05750193 1993年

日本学術振興会科学研究費助成事業奨励研究(A)

平井秀一郎

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配分額：900000円（直接経費：900000円）

速度の異なる2流体がしきり板を介して混合する混合層について,数値粘性を加えない4次精度の中心差分を用いた直接シミュレーションを行い,以下の結論を得た.
(1)速度比が0.7の場合について得られるシミュレーション結果より,混合層の初期生成領域では,運動量ならびにスカラー量の輸送が抑制される.特に,運動量の場合は抑制効果が大きく,逆勾配拡散現象が観測される.これらの特異な輸送現象が生じる原因について,運動量ならびにスカラー量の輸送を表わすu′v′ならびにv′c′の輸送方程式の各項の大きさと渦運動の相互作用について考察した.その結果,混合層初期生成領域においては,渦間の間隔が狭く,渦相互の干渉する効果により,渦の間に2次流れが生成され,主流と直角方向の速度変動が大きなものになること,この効果により,勾配拡散を駆動する生成項の大きさより,逆勾配拡散を駆動する速度圧力勾配相関項の大きさが卓越し,これにより運動量ならびにスカラー量の輸送が抑制されていることが明らかになった.
(2)混合層の下流領域では,渦の合体が観測される.混合層の発達には,渦の合体が大きな役目を果たしていることが従来より指摘されているが,渦の合体時にどのような運動量輸送が行われるか明確ではなかった.直接シミュレーションから得られるデータベースを用いて,その現象について考察を行った.その結果,渦の合体時には,瞬時の速度変動のu′v′の負の領域,すなわち勾配拡散を駆動する領域が合体し,大きな負の領域が形成され,これにより運動量の勾配拡散が駆動されること,また,その後,u′v′の正の領域が生成され,逆勾配拡散が生じることが明らかになった.

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レーザ誘起蛍光を用いた気体分子の速度と圧力の複合計測法の開発

研究課題/領域番号：62850039 1987年 - 1988年

日本学術振興会科学研究費助成事業試験研究

高城敏美, 小宮山正治, 平井秀一郎, 岡本達幸

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配分額：7700000円（直接経費：7700000円）

本研究は散乱粒子を流体中に混入したりプローブを挿入せずに流体の速度及び圧力を光により励起される気体分子の蛍光より測定する方法を開発することを目的とし、理論および実験の両面から測定感度や特性について検討を行なった。得られた結論は以下のとおりである。
気体分子の流速測定では、ヨウ素の気体分子が吸収する514.4nm発振波長をもつアルゴンイオンレーザの周波数が流速のドップラー効果によりヨウ素の吸収帯の方へ近づくためにレーザ誘起蛍光強度が増加する減少を用いた流速測定法についてレート方程式を用いた理論計算および容器内噴流の実験により検討した。その結果、圧力の低い範囲では蛍光強度の流速依存性が強く、測定が比較的容易であるのに対して、圧力の増加にともなって測定感度が鈍化すること、また容器内噴流の実験において得られる蛍光強度の速度依存性が予測値とよく対応した結果となることが明らかになった。
気体の圧力測定では、UV光により励起されるヨウ素の蛍光発光スペクトルに圧力の増加にともない蛍光強度が増加する波長領域と逆に減少する領域が共存する特徴的な圧力依存性があることを用いた新しい測定法について提案し、実験により検証した。その結果、従来の方法で圧力を絶対的に測定するには、吸収帯の勾配の大きな部分にレーザ光を同調させて測定する複雑な方法をとる必要があるのにたいして、本研究において提案する方法はUV光をヨウ素に照射して得られる蛍光の発光スペクトルの圧力依存性を用いるため、容易に測定できる事を実験により確かめた。また大気圧近くの圧力でも蛍光強度が増加する特徴を有し、従来の方法にはない利点をもつことがわかった。これらの測定法はさらに発展するものと期待される。

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