2025/09/26 更新

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カトウ　ユキタカ
加藤　之貴
KATO YUKITAKA
所属
総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 工学博士 （ 東京工業大学 ）

研究キーワード

  • ケミカルヒートポンプ

  • 化学エネルギー貯蔵・変換

  • His research interests are in the area of chemical energy conversion technoloies and energy highly-utilizations. In particular he is concerned with development of some types heat pumps driven by using chemical reactions for heat energy storage and transfo

  • 炭素循環型エネルギーシステム

  • 燃料改質

  • 水素製造

  • and carbon active recycle energy system are also his res

研究分野

  • ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 反応工学、プロセスシステム工学

  • エネルギー / 原子力工学

  • ナノテク・材料 / エネルギー化学

学歴

  • 東京工業大学大学院   理工学研究科   化学工学

    - 1991年

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    国名： 日本国

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  • 東京工業大学

    - 1991年

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  • 東京農工大学   工学部   化学工学

    - 1985年

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    国名： 日本国

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経歴

  • 東京科学大学 総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 教授

    2024年10月 - 現在

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  • 東京科学大学 総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 所長

    2024年10月 - 現在

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  • 東京工業大学 科学技術創成研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 所長

    2022年4月 - 2024年9月

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  • 東北大学 多元物質科学研究所 客員教授

    2022年4月 - 2023年3月

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院ゼロカーボンエネルギー研究所   教授

    2021年6月 - 2024年9月

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    国名：日本国

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  • マサチューセッツ工科大学   原子力科学工学科   客員教授

    2017年9月 - 2018年1月

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  • 東京工業大学   科学技術創成研究院 先導原子力研究所   教授

    2015年4月 - 2021年5月

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  • 東京工業大学   原子炉工学研究所   准教授

    2008年4月 - 2015年3月

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  • 東京工業大学   原子炉工学研究所   助教授

    2002年11月 - 2008年3月

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  • :エジンバラ大学 環境持続性研究センター 客員研究員

    1997年 - 1998年

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  • 東京工業大学   原子炉工学研究所   助手

    1991年 - 2002年

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所属学協会

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委員歴

  • 日本鉄鋼協会   環境・エネルギー・社会工学部会 部会長  

    2018年3月 - 2020年2月   

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    団体区分：学協会

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  • 日本機械学会   産業・化学装置と安全部門 部門長  

    2017年 - 2018年   

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    団体区分：学協会

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  • 日本鉄鋼協会   スマート製鉄システム研究会 主査  

    2015年3月 - 2018年2月   

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    団体区分：学協会

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  • Inter National Agency   ECES/Annex 30 Expert from Japan  

    2015年 - 2018年   

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    団体区分：学協会

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  • 化学工学会   次世代エネルギー社会検討委員会 委員長  

    2012年 - 2017年   

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    団体区分：学協会

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  • 日本鉄鋼協会   環境・エネルギー工学部会運営委員会 グリーンエネルギーフォーラム 座長、環境・エネルギー工学部会運営委員会 委員  

    2009年 - 2010年   

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    団体区分：学協会

    日本鉄鋼協会

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  • The Iron and Steel Institute of Japan   Chair of Green Energy Forum in Division of Environment and Energy、Board Member of Division of Environment and Energy  

    2009年 - 2010年   

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    団体区分：学協会

    The Iron and Steel Institute of Japan

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  • Director of the Division of Energy Engineering, Society of Chemical Engineers (SCEJ), Japan.  

    2009年 - 2010年   

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  • - Chair, Green Energy Forum, The Iron and Steel Institute of Japan.  

    2009年   

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  • 化学工学会   エネルギー部会 部会長、エネルギー部会熱利用分科会代表  

    2008年 - 2009年   

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    団体区分：学協会

    化学工学会

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  • - Chair, Division of Environment and Energy, The Iron and Steel Institute of Japan.  

    2008年   

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  • Expert Member of Japan of IEA ECES Annex 18 , "Transportation of Energy utilizing Thermal Energy Storage Technology", International Energy Agency.  

    2007年 - 2009年   

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  • Chair of IMPRES, International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems - for Fuel Cells, Heat Pumps and Related Gas-Solid Technologies -, 28-31 October, 2007, Kyoto Research Park, Kyoto, Japan.  

    2007年   

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  • 平成19年4～21年3月 （社）日本機械学会 産業・化学機械と安全部門 代議員（2007（85期）、2008（86期））  

    2007年   

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  • - Member of CRINES, Center for Research into Innovative Nuclear Energy Systems.  

    2006年   

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  • Editorial board member of JSME International Journal, Japan Society of Mechanical Engineers (JSME).  

    2005年 - 2008年   

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  • Editorial Member of JCEJ, Journal of Chemical Engineering of Japan.  

    2005年 - 2008年   

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  • Council member, Editorial board member, The Heat Transfer Society of Japan (HTSJ).  

    2005年 - 2007年   

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  • Editorial board member, The Japan Petroleum Institute.  

    2005年 - 2007年   

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  • Chair of Sub-division of Thermal Energy Utilization, DEE, SCEJ, Japan.  

    2004年 - 2008年   

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  • Sub-leader of COE-INES, Tokyo Institute of Technology, 21st Century Center Of Excellence (COE) Program on "Innovative Nuclear Energy Systems for Sustainable Development of the World".  

    2003年 - 2008年   

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  • 平成20年12月1日～22年3月31日 社団法人 日本鉄鋼協会 環境・エネルギー工学部会運営委員会 委員  

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  • 平成17年4～19年3月 （社）日本機械学会 産業・化学機械と安全部門 運営委員  

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  • 平成17年4～19年1月 JSME International Journal, 日本機械学会英文誌 編集委員  

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  • 平成19年4～20年3月 JSME International Journal, 日本機械学会英文誌 校閲委員  

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  • 平成20年4月～24年3月 社団法人 日本鉄鋼協会 グリーンエネルギー製鉄研究会委員  

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  • 平成20年4月～22年3月 化学工学会 代議員（本部・部会）  

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  • 平成19年4月～21年3月 化学工学会 エネルギー部会 副部会長  

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  • 平成19年4月～21年3月 化学工学会 エネルギー部会熱利用分科会代表  

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  • 平成21年4月1日～23年3月31日 化学工学会 エネルギー部会 部会長  

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  • 平成21年4月1日～23年3月31日 社団法人 日本鉄鋼協会 環境・エネルギー工学部会 グリーンエネルギーフォーラム 座長  

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  • 平成13年4月～ 化学工学会 エネルギー部会幹事  

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  • 平成17年4～19年3月 社団法人 日本伝熱学会 評議員、編集出版部会委員(～第44期)  

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  • 平成13年4月～15年3月 化学工学会 エネルギー部会熱利用分科会副代表  

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  • 平成15年4月～ 化学工学会 エネルギー部会熱利用分科会代表  

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  • 平成17年4～19年3月 石油学会誌論文編集委員  

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  • 平成17年4～平成21年3月 化学工学会論文編集委員  

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  • 平成7～12年 化学工学会 蓄熱・増熱・熱輸送特別研究会幹事  

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論文

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書籍等出版物

  • Recent Advancements in Materials and Systems for Thermal Energy Storage

    加藤 之貴（ 担当： 共著 範囲: pp. 103-117）

    Springer  2018年1月 

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  • 潜熱蓄熱・化学蓄熱・潜熱輸送の最前線

    加藤 之貴（ 担当： 共著 範囲: 第3章 化学蓄熱の基礎、第5章化学蓄熱の伝熱促進）

    シーエムシー出版  2016年10月 

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  • Energy Technology Roadmaps of Japan

    加藤 之貴（ 担当： 編集）

    Springer  2016年1月 

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  • エネルギー科学と地球温暖化

    加藤 之貴（ 担当： 共著）

    共立出版  2015年1月 

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  • Thermal Energy Storage for Sustainable Energy Consumption: Fundamentals, Case Studies and Design

    Springer  2007年 

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  • Thermal Energy Storage for Sustainable Energy Consumption: Fundamentals, Case Studies and Design

    Springer  2007年 

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  • 骨太のエネルギーロードマップ

    化学工業社  2005年 

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  • Honebuto Road Map for Furute Energy System

    2005年 

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  • 最近の化学工学55「21世紀の循環型社会を支えるエネルギー化学工学」

    化学工業社  2003年 

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  • ケミカルヒートポンプにおける新展開

    最近の化学工学55「21世紀の循環型社会を支えるエネルギー化学工学」  2003年 

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  • 蓄熱技術－理論とその応用 －第2編－ 「潜熱蓄熱、化学蓄熱」(分担)

    信山社  2001年 

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  • 平成10年度調査報告書 エコ・エネ都市プロジェクトにおける要素技術導入可能性と今後の技術動向に関する調査

    新エネルギー・産業技術総合開発機構  1999年 

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  • エネルギー貯蔵及び輸送技術に関する調査及び研究III

    （財）熱・電気エネルギー技術財団  1999年 

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  • Educational Reactor-Physics Experiments with the critical Assembly TCA

    JAERI-Review, Japan Atomic Energy Reseanch Institute  1996年 

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  • Educational Reactor-Physics Experiments with the critical Assembly TCA

    JAERI-Review, Japan Atomic Energy Reseanch Institute  1996年 

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  • 高性能ケミカルヒートポンプ応用事例集

    サイエンスフォーラム  1991年 

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MISC

  • 熱駆動サイクル技術の基礎と応用(第4回)化学反応を用いた熱エネルギー貯蔵の基礎と応用

    加藤 之貴

    冷凍 = Refrigeration   92 ( 1077 )   519 - 523   2017年7月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本冷凍空調学会  

    CiNii Books

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  • 伝熱促進による化学蓄熱材の高度化 (特集 エネルギー貯蔵技術と貯蔵システムの具体例)

    加藤 之貴

    冷凍 = Refrigeration   92 ( 1075 )   373 - 377   2017年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本冷凍空調学会  

    CiNii Books

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  • 次世代エネルギー社会のビジョンと技術オプション (特集 次世代のエネルギー社会システムと化学工学の展望) -- (エネルギー技術の将来展望と社会の変化)

    加藤 之貴, 古山 通久

    化学工学   80 ( 1 )   25 - 27   2016年1月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：化学工学会  

    CiNii Books

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  • 化学蓄熱による熱エネルギー有効利用 (特集 反応や物質移動を伴う熱利用機器の最新研究)

    加藤 之貴

    伝熱   54 ( 229 )   5 - 11   2015年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本伝熱学会  

    CiNii Books

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  • Preface to the Special Issue on "Emerging Technologies for the Ironmaking Process Based on an Active Carbon Recycling Energy System"

    Yukitaka Kato

    ISIJ INTERNATIONAL   55 ( 2 )   339 - 339   2015年

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    記述言語：英語  

    Web of Science

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  • 化学蓄熱による熱有効利用の可能性

    加藤 之貴

    日本冷凍空調学会年次大会講演論文集 Proceedings of the JSRAE Annual Conference   C325 - 1-4   2015年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本冷凍空調学会  

    CiNii Books

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  • GS-1 水酸化カルシウムと膨張化グラファイトを用いた化学蓄熱材料の開発(一般セッション 産業・化学機械のイノベーションにおける課題と対策)

    苅谷 潤, 劉 醇一, 加藤 之貴

    産業・化学機械と安全部門講演会講演論文集   2014   13 - 14   2014年12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  

    A new material for a chemical heat storage (CHS) system based on the calcium oxide/water/calcium hydroxide (CaO/H_2O/Ca(OH)_2) reation system was developed. Mixtures of expanded graphite (EG) and Ca(OH)_2 were evaluated to enhance reaction performance and impart moldability for practical heat exchange in a packed-bed CHS reactor. The reaction kinetics was investigated by thermogravimetric analysis. It was confirmed that hydration and dehydration rates were improved by the mixture of EG and Ca(OH)_2. Especially the hydration was enhanced markedly due to effects of EG. In hydration the maximum conversion change rate of a mixture containing 50 wt% EG was 2.2×10^<-3>[s^<-1>], which was triple that of pure Ca(OH)_2(0.8[s^<-1>]). Thus, the mixed materials were capable of enhancing thermal performance in the CHS system.

    CiNii Books

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  • 高効率な熱エネルギー貯蔵のための高熱伝導度化学蓄熱材料の開発 (特集 未利用熱エネルギーの有効活用に貢献する触媒技術)

    加藤 之貴, ZAMENGO Massimiliano

    触媒   56 ( 5 )   290 - 295   2014年10月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：触媒学会  

    CiNii Books

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  • Preface to the Special Issue for International Symposium on Innovative Materials for Processes in Energy Systems 2013 査読

    Michihisa Koyama, Yukitaka Kato, Nobuyoshi Nakagawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   47 ( 7 )   497 - 497   2014年7月

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    記述言語：英語  

    Web of Science

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  • 化学蓄熱材の研究開発動向 (小特集 蓄熱技術)

    劉 醇一, 加藤 之貴

    化学工学   78 ( 2 )   130 - 133   2014年2月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：化学工学会  

    CiNii Books

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  • 排熱有効利用に寄与する化学蓄熱技術 (特集 伝熱工学が導く熱利用・熱マネジメント技術最前線)

    加藤 之貴

    機能材料   33 ( 7 )   5 - 12   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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  • 能動的な炭素循環エネルギーシステム(ACRES)の可能性

    加藤 之貴

    化学工学 = Chemical engineering   77 ( 3 )   185 - 187   2013年3月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：化学工学会  

    CiNii Books

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  • 実装可能な技術による将来エネルギーシステムの設計

    菊池 康紀, 梶川 裕矢, 窪田 光宏, 古山 通久, 松方 正彦, 中垣 隆雄, 福島 康裕, 藤岡 恵子, 加藤 之貴

    日本LCA学会研究発表会講演要旨集   2011 ( 0 )   10 - 10   2011年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本LCA学会  

    震災に端を発したエネルギー問題により将来の日本におけるシナリオ解析に基づくシステム設計の必要性を認識することとなった。本研究では、個別のエネルギー技術のモデル化を通し、将来日本において実装可能な技術によるエネルギー需給構造を分析した。エネルギー技術の専門家へのヒアリングなども通し、将来の技術導入を予測し、現実的な解析に基づくエネルギーシステムの将来シナリオを提案する。

    DOI： 10.11539/ilcaj.2011.0.10.0

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  • Carbon recycling for reduction of carbon dioxide emission from iron-Making process

    Yukitaka Kato

    ISIJ International   50 ( 1 )   181 - 185   2010年

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  • Carbon Recycling for Reduction of Carbon Dioxide Emission from Iron-making Process

    Yukitaka Kato

    ISIJ INTERNATIONAL   50 ( 1 )   181 - 185   2010年

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  • ケミカルヒートポンプ : 化学反応熱を利用した熱回収技術

    加藤 之貴, 劉 醇一

    化学工学 = Chemical engineering   73 ( 9 )   413 - 416   2009年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：化学工学会  

    CiNii Books

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  • Study on medium-temperature chemical heat storage using mixed hydroxides

    Yukitaka Kato, Rui Takahashi, Toshiya Sekiguchi, Junichi Ryu

    INTERNATIONAL JOURNAL OF REFRIGERATION-REVUE INTERNATIONALE DU FROID   32 ( 4 )   661 - 666   2009年6月

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  • Development of Chemical Heat Pumps for Utilization of Low-temperature Waste Heats

    Y. Kato

    J. Jpn. Inst. Energy   88 ( 11 )   986 - 993   2009年

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  • ケミカルヒートポンプを用いた低温排熱回収

    加藤之貴

    日本エネルギー学会誌   88 ( 11 )   986 - 993   2009年

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  • Experimental Study on Fuel Reforming with Carbon Dioxide Recovery for Vehicle Use

    Yukitaka Kato, Ken-ichiro Otsuka, Junichi Ryu

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   42 ( Supplement 1 )   S10 - S16   2009年

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  • Dehydration Behavior of Metal-salt-added Magnesium Hydroxide as Chemical Heat Storage Media

    Junichi Ryu, Naoya Hirao, Rui Takahashi, Yukitaka Kato

    CHEMISTRY LETTERS   37 ( 11 )   1140 - 1141   2008年11月

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  • ケミカルヒートポンプハイブリッド型高温プロセスの可能性

    加藤 之貴, 劉 醇一

    太陽エネルギー = Solar energy   34 ( 3 )   15 - 21   2008年5月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本太陽エネルギー学会  

    CiNii Books

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  • 熱を蓄える : 中温蓄熱材料の開発動向

    加藤 之貴, 劉 醇一

    エネルギー・資源   29 ( 2 )   83 - 87   2008年3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  

    CiNii Books

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  • Carbon Recycle Nuclear Hydrogen Carrier System for Transportation Field

    Y. Kato, K. Otsuka, J. Ryu

    Progress in Nuclear Energy   50 ( 2-6 )   417 - 421   2008年

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  • Carbon recycle nuclear hydrogen carrier system for transportation field

    Yukitaka Kato, Ken-ichiro Otsuka, Junichi Ryu

    PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY   50 ( 2-6 )   417 - 421   2008年

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  • Thermal Energy Storage －Development of Thermal Storage Materials

    YUKITAKA KATO, Junichi RYU

    29 ( 2 )   17 - 21   2008年

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  • Carbon Recycle Nuclear Hydrogen Carrier System for Transportation Field

    Y. Kato, K. Otsuka, J. Ryu

    Progress in Nuclear Energy   50 ( 2-6 )   417 - 421   2008年

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  • 熱を蓄える―中温蓄熱材料の開発動向―

    加藤之貴, 劉醇一

    エネルギー・資源   29 ( 2 )   17 - 21   2008年

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  • Effect of transition metal mixing on reactivities of magnesium oxide for chemical heat pump

    Junichi Ryu, Rui Takahashi, Naoya Hirao, Yukitaka Kato

    Journal of Chemical Engineering of Japan   40 ( 13 )   1281 - 1286   2007年12月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1252/jcej.07WE171

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  • Innovative energy materials from HONEBUTO Energy Road Map

    Yukitaka Kato

    Journal of Chemical Engineering of Japan   40 ( 13 )   1141 - 1149   2007年12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： 10.1252/jcej.07WE224

    Scopus

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  • Durable reaction material development for magnesium oxide/water chemical heat pump

    Yukitaka Kato, Tomofumi Saito, Tsutomu Soga, Junichi Ryu, Yoshio Yoshizawa

    Journal of Chemical Engineering of Japan   40 ( 13 )   1264 - 1269   2007年12月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1252/jcej.07WE218

    Scopus

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  • Durable Reaction Material Development for Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Yukitaka Kato, Tomofumi Saito, Tsutomu Soga, Junichi Ryu, Yoshio Yoshizawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   40 ( 13 )   1264 - 1269   2007年

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  • Status of Small Reactor Designs without On-Site Refueling

    L. Adamovich, S. Banerjee, M. A. Bolshunkhin, E. Budylov, M. Chaki, I V. Dulera, P. A. Fomichnko, K. Furukawa, B. Gabaraev, E. Greenspan, E. I. Grishanin, N. Handa, K. Hibi, T. Ishida, E. Ivanov, M. Kambe, E. Kaplar, Y. Kato, M. Konomura, A. V. Kurachenkov, V. Kuzunetsov, A. N. Lepekhin, A. Minato, S. M. Modro, R. I. K. Moorthy, M. Moriwaki, J. N. Reyes Jr, V. A. Rogov, Y. Sakashita, O. B. Samoilov, F. Sefidvash, H. Sekimoto, Y. Shimazu, J. Sienicki, R. K. Sinha, Z. Su’ud, M. Takahashi, G. I. Toshinsky, G. A. Trifanov, G. Tsiklauri, B. A. Vasilyev, D. Wade, R. Yoshioka, V. N. Zelenskiy

    IAEA-TECDOC-1536, IAEA   2007年

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  • Innovative Energy Materials from Honebuto Energy Road Map

    Y. Kato

    J. Chem. Eng. Japan   40 ( 13 )   1141 - 1149   2007年

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  • Durable Reaction Material Development for Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Y. Kato, T. Saito, T. Soga, J. Ryu, Y. Yoshizawa

    J. Chem. Eng. Japan   40 ( 13 )   1264 - 1269   2007年

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  • Effect of Transition Metal Mixing on Reactivities of Magnesium Oxide for Chemical Heat Pump

    Junichi Ryu, Rui Takahashi, Naoya Hirao, Yukitaka Kato

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   40 ( 13 )   1281 - 1286   2007年

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  • Status of Small Reactor Designs without On-Site Refueling

    L. Adamovich, S. Banerjee, M. A. Bolshunkhin, E. Budylov, M. Chaki, I V. Dulera, P. A. Fomichnko, K. Furukawa, B. Gabaraev, E. Greenspan, E. I. Grishanin, N. Handa, K. Hibi, T. Ishida, E. Ivanov, M. Kambe, E. Kaplar, Y. Kato, M. Konomura, A. V. Kurachenkov, V. Kuzunetsov, A. N. Lepekhin, A. Minato, S. M. Modro, R. I. K. Moorthy, M. Moriwaki, J. N. Reyes Jr, V. A. Rogov, Y. Sakashita, O. B. Samoilov, F. Sefidvash, H. Sekimoto, Y. Shimazu, J. Sienicki, R. K. Sinha, Z. Su’ud, M. Takahashi, G. I. Toshinsky, G. A. Trifanov, G. Tsiklauri, B. A. Vasilyev, D. Wade, R. Yoshioka, V. N. Zelenskiy

    IAEA-TECDOC-1536, IAEA   2007年

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  • Innovative Energy Materials from Honebuto Energy Road Map

    Y. Kato

    J. Chem. Eng. Japan   40 ( 13 )   1141 - 1149   2007年

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  • Innovative Energy Materials from HONEBUTO Energy Road Map

    Yukitaka Kato

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   40 ( 13 )   1141 - 1149   2007年

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  • 非反応平衡を利用した水素システムの開発

    加藤之貴

    化学工学   70 ( 3 )   155 - 158   2006年

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  • Possibility of a Chemical Hydrogen Carrier System Based on Nuclear Power

    YUKITAKA KATO

    NEA-OECD   309 - 318   2006年

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  • Possibility of a Chemical Hydrogen Carrier System Based on Nuclear Power

    YUKITAKA KATO

    NEA-OECD   309 - 318   2006年

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  • Magnesium oxide/water chemical heat pump to enhance energy utilization of a cogeneration system

    Y Kato, Y Sasaki, Y Yoshizawa

    ENERGY   30 ( 11-12 )   2144 - 2155   2005年8月

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  • Carbon dioxide zero-emission hydrogen carrier system for fuel cell vehicle

    Y Kato, K Otsuka, CY Liu

    CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN   83 ( A7 )   900 - 904   2005年7月

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  • 金属塩添加多孔体による水収着型蓄熱に関する研究

    劉 醇一, 諸藤 健太郎, 永井 恒輝, 加藤 之貴, 秋鹿 研一

    触媒 = Catalysts & Catalysis   46 ( 6 )   480 - 482   2004年9月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：触媒学会  

    CiNii Books

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  • Numerical Study on the Thermal Performance of Packed Bed Reactor for CaO/CO2 Chemical Heat Pump

    Guangzhe Li, Y. Kato, Y. Yoshizawa

    41st National Heat Transfer Symposium   2004   538 - 538   2004年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：公益社団法人 化学工学会  

    A gas circular loop system of CaO/CO2 chemical heat pump was proposed due to improve the thermal performance of the heat pump. The loop system consists of CaO packed reactor, a carbon dioxide storage reactor, heat exchanges and a high temperature pump. The carbon dioxide as working fluid is circulating in this loop. In the design of the loop system, the understanding thermal performance on the CaO packed reactor and choosing of optimum reactor operation condition are important. This study mainly deals with the CaO packed reactor. The carbonation rate of calcium oxide in the packed reactor was discussed as function of the initial reaction temperature and reaction pressure, experimentally. Then, an analytical model for thermal performance evaluation in the packed reactor was developed, and was validated by experimental results. The heat output performance of the loop system was evaluated using the analytical model. The numerical analysis indicated that the proposed system could realize an effective heat recovery and high heat output performance at a constant temperature.

    DOI： 10.11491/apcche.2004.0.538.0

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  • Invitation to Museum World

    YUKITAKA KATO

    J. Heat Transfer Society of Japan   43   26 - 29   2004年

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  • Numerical Study on the Thermal Performance of Packed Bed Reactor for CaO/CO2 Chemical Heat Pump

    Li Guangzhe, Kato Yukitaka, Yoshiawa Yoshio

    アジア・太平洋化学工学会議発表論文要旨集   2004   538 - 538   2004年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：公益社団法人 化学工学会  

    A gas circular loop system of CaO/CO2 chemical heat pump was proposed due to improve the thermal performance of the heat pump. The loop system consists of CaO packed reactor, a carbon dioxide storage reactor, heat exchanges and a high temperature pump. The carbon dioxide as working fluid is circulating in this loop. In the design of the loop system, the understanding thermal performance on the CaO packed reactor and choosing of optimum reactor operation condition are important. This study mainly deals with the CaO packed reactor. The carbonation rate of calcium oxide in the packed reactor was discussed as function of the initial reaction temperature and reaction pressure, experimentally. Then, an analytical model for thermal performance evaluation in the packed reactor was developed, and was validated by experimental results. The heat output performance of the loop system was evaluated using the analytical model. The numerical analysis indicated that the proposed system could realize an effective heat recovery and high heat output performance at a constant temperature.

    DOI： 10.11491/apcche.2004.0.538.0

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  • 化学反応性を利用したエネルギーシステムと機能材料

    加藤之貴

    伝熱   43 ( 179 )   7 - 11   2004年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：The Heat Transfer Society of Japan  

    DOI： 10.11368/htsj1999.43.179_7

    CiNii Books

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    その他リンク： https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00237818430?from=CiNii

  • Invitation to Museum World

    YUKITAKA KATO

    J. Heat Transfer Society of Japan   43   26 - 29   2004年

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  • Chemical Material Development for Energy System

    YUKITAKA KATO

    J. Heat Transfer Society of Japan   43 ( 179 )   7 - 11   2004年

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  • Thermal performance measurement of a packed bed reactor of a magnesium oxide/water chemical heat pump

    Y Kato, Y Sasaki, Y Yoshizawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   36 ( 7 )   833 - 839   2003年7月

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  • Study on a regenerative fuel reformer for a zero-emission vehicle system

    Yukitaka Kato, Keiko Ando, Yoshio Yoshizawa

    Journal of Chemical Engineering of Japan   36 ( 7 )   860 - 866   2003年7月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1252/jcej.36.860

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  • Study on a regenerative fuel reformer for a zero-emission vehicle system

    Y Kato, K Ando, Y Yoshizawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   36 ( 7 )   860 - 866   2003年7月

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  • Applicability of calcium oxide in a cascading sorption cooling system

    B Cerkvenik, Y Kato, F Storkenmaier

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   35 ( 10 )   969 - 976   2002年10月

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  • Heat and mass transfer in a packed bed reactor for calcium oxide/carbon dioxide chemical heat pump

    GZ Li, T Kanie, Y Kato, Y Yoshizawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   35 ( 9 )   886 - 892   2002年9月

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  • Heat and mass transfer in a packed bed reactor for calcium oxide/carbon dioxide chemical heat pump

    Guangzhe Li, Toshihiro Kanie, Yukitaka Kato, Yoshio Yoshizawa

    Journal of Chemical Engineering of Japan   35 ( 9 )   886 - 892   2002年

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Society of Chemical Engineers, Japan  

    DOI： 10.1252/jcej.35.886

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  • Calcium oxide/carbon dioxide reactivity in a packed bed reactor of a chemical heat pump for high-temperature gas reactors

    Yukitaka Kato, Mitsuteru Yamada, Toshihiro Kanie, Yoshio Yoshizawa

    Nuclear Engineering and Design   210 ( 1-3 )   1 - 8   2001年12月

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  • Operability of a thermally driven magnesium oxide/water chemical heat pump

    Y Kato, A Minakami, GZ Li, Y Yoshizawa

    CANADIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING   79 ( 4 )   536 - 541   2001年8月

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  • Thermal analysis of a magnesium oxide/water chemical heat pump for cogeneration

    Y Kato, F Takahashi, A Watanabe, Y Yoshizawa

    APPLIED THERMAL ENGINEERING   21 ( 10 )   1067 - 1081   2001年7月

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  • Thermal analysis of a magnesium oxide/water chemical heat pump for cogeneration

    Yukitaka Kato, Fu-uta Takahashi, Akihiko Watanabe, Yoshio Yoshizawa

    Applied Thermal Engineering   21 ( 10 )   1067 - 1081   2001年7月

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  • Thermal performance of a packed bed reactor for a high-temperature chemical heat pump

    Yukitaka Kato, Tadashi O-shima, Yoshio Yoshizawa

    International Journal of Energy Research   25 ( 7 )   577 - 589   2001年6月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1002/er.704

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  • Thermal performance of a packed bed reactor for a high-temperature chemical heat pump

    Y Kato, T O-shima, Y Yoshizawa

    INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH   25 ( 7 )   577 - 589   2001年6月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1002/er.704

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  • Application of a chemical heat pump to a cogeneration system

    Y Kato, Y Yoshizawa

    INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH   25 ( 2 )   129 - 140   2001年2月

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    記述言語：英語  

    DOI： 10.1002/er.667

    Web of Science

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプ反応器の熱出力挙動解析

    加藤之貴

    第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集   1   257 - 258   2001年

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  • Application of a Chemical Heat Pump to a Cogeneration System

    Yukitaka Kato, Y. Yoshizawa

    Int. J. Energy Research   25 ( 2 )   129 - 140   2001年

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  • Operability of a Thermally Driven Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Yukitaka Kato, A. Minakami, G. Li, Y. Yoshizawa

    Canadian J. of Chemical Engineering   79 ( 4 )   536 - 541   2001年

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  • Thermal performance of a packed bed reactor of a chemical heat pump for cogeneration

    Y Kato, F Takahashi, A Watanabe, Y Yoshizawa

    CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN   78 ( A5 )   745 - 748   2000年7月

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  • Energy performance analysis of isobutene/water/tert-butanol chemical heat pump

    Y Kato, CL Pritchard

    CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH & DESIGN   78 ( A2 )   184 - 191   2000年3月

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  • Possibility of Low Exergy Reactor for Decentralized Energy System

    Yukitaka Kato

    Bull. Res. Lab. Nuclear Reactors   24   34   2000年

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  • Application of a Chemical Heat Pump on High-Temperature Heat Process for High Efficiency Energy Utilization

    Kato, Y. M, Yamada, Y. Yoshizawa

    Intl. J. Environmentally Conscious Design and Manufacturing   9 ( 3 )   11 - 18   2000年

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  • 超臨海水中における気体の拡散現象の測定

    加藤之貴

    日本エネルギー学会誌   79 ( 11 )   1088 - 1094   2000年

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：日本エネルギ-学会  

    DOI： 10.3775/jie.79.1088

    CiNii Books

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  • Interferometric measurements of gas diffusivity in supercritical water

    K Kuge, Y Murayama, T Honda, Y Kato, Y Yoshizawa

    PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY   37 ( 1-4 )   441 - 446   2000年

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプの熱出力性能試験

    大峯幸輝, 村瀬直, 加藤之貴, 吉澤善男

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   3 ( E311 )   813 - 814   2000年

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプの熱駆動特性に関する研究

    水上敦司, 佐々木泰海, 加藤之貴, 吉澤善男

    第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集   3 ( E312 )   815 - 816   2000年

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  • Possibility of Low Exergy Reactor for Decentralized Energy System

    Yukitaka Kato

    Bull. Res. Lab. Nuclear Reactors   24   34   2000年

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  • Low exergy reactor for decentralized energy utilization

    Y Kato

    PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY   37 ( 1-4 )   405 - 410   2000年

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  • Low Exergy Reactor for Decentralized Energy Utilization

    YUKITAKA KATO

    Progress in Nuclear Energy   37 ( 1-4 )   405 - 410   2000年

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  • Application of a Chemical Heat Pump on High-Temperature Heat Process for High Efficiency Energy Utilization

    Kato, Y. M, Yamada, Y. Yoshizawa

    Intl. J. Environmentally Conscious Design and Manufacturing   9 ( 3 )   11 - 18   2000年

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプの熱駆動特性

    加藤之貴, 水上敦司, 佐々木泰海, 李光哲, 吉澤善男

    化学工学会第33回秋季大会予稿集   ( C315 )   2000年

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  • Thermal Performance Experiment of Magnesium Oxide / Water Chemical Heat Pump

    3 ( E311 )   813 - 814   2000年

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  • Thermal drivability of magnesium oxide/water chemical heat pump

    3 ( E312 )   815 - 816   2000年

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  • Kinetic feasibility of a chemical heat pump for heat utilization of high-temperature processes

    Y Kato, N Harada, Y Yoshizawa

    APPLIED THERMAL ENGINEERING   19 ( 3 )   239 - 254   1999年3月

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  • Durability characteristics of the hydration of magnesium oxide under repetitive reaction

    Y Kato, J Nakahata, Y Yoshizawa

    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE   34 ( 3 )   475 - 480   1999年2月

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  • Kinetic Feasibility of a Chemical Heat Pump for Heat Utilization of High-Temperature Processes

    Yukitaka KATO, Naozumi Harada, Yoshio Yoshizawa

    Applied Thermal Engineering   19 ( 1 )   239 - 254   1999年

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  • Durability to repetitive reaction of magnesium oxide/water reaction system for a heat pump

    Y Kato, K Kobayashi, Y Yoshizawa

    APPLIED THERMAL ENGINEERING   18 ( 3-4 )   85 - 92   1998年3月

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  • Utilization of high temperature heat from nuclear reactor using inorganic chemical heat pump

    Y Kato, D Saku, N Harada, Y Yoshizawa

    PROGRESS IN NUCLEAR ENERGY   32 ( 3-4 )   563 - 570   1998年

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプの熱出力性能の検討；

    化学工学論文集   24 ( 6 )   840 - 844   1998年

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  • アミン系水溶液の蓄熱性能に関する研究

    加藤之貴, 橋本裕, 吉澤善男

    化学工学論文集   24 ( 6 )   834 - 839   1998年

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  • Utilization of high temperature heat using a calcium oxide lead oxide carbon dioxide chemical heat pump

    Y Kato, D Saku, N Harada, Y Yoshizawa

    JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN   30 ( 6 )   1013 - 1019   1997年12月

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  • Kinetic study of the hydration of magnesium oxide for a chemical heat pump

    Y Kato, N Yamashita, K Kobayashi, Y Yoshizawa

    APPLIED THERMAL ENGINEERING   16 ( 11 )   853 - 862   1996年11月

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  • Kinetic measurement on the isobutene/water/tert-butanol chemical heat pump; Dehydration of tert-butanol

    Y Kato, T Hondo, A Kanzawa

    INTERNATIONAL JOURNAL OF ENERGY RESEARCH   20 ( 8 )   681 - 692   1996年8月

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  • STUDY OF CHEMICAL HEAT-PUMP WITH REACTION SYSTEM OF MAGNESIUM-OXIDE WATER - ACTIVATION OF MAGNESIUM-OXIDE HYDRATION

    Y KATO, N YAMASHITA, Y YOSHIZAWA

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU   19 ( 6 )   1213 - 1216   1993年11月

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    記述言語：日本語   掲載種別：記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）  

    DOI： 10.1252/kakoronbunshu.19.1213

    Web of Science

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  • 酸化マグネシウム・水系ケミカルヒートポンプに関する研究-酸化マグネシウム水和反応の活性化-

    加藤之貴, 山下理道, 吉澤善男

    化学工学論文集   19 ( 6 )   1213 - 16   1993年

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  • STUDY OF CHEMICAL HEAT-PUMP WITH REACTION SYSTEM OF ISOBUTENE WATER TERT-BUTANOL

    Y KATO, T HONDA, A KANZAWA

    KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU   17 ( 1 )   135 - 142   1991年1月

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  • イソブチレンー水-第三ブチルアルコール系ケミカルヒートポンプに関する研究

    加藤之貴, 本多卓也, 神沢淳

    化学工学論文集   17 ( 1 )   135 - 142   1991年

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  • The study of acetone/Hydrogen/2-Propanol Chemical Heat pump.

    Kagaku-Kogaku Ronbun-shu   13 ( 5 )   714 - 717   1987年

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  • アセトンー水素-2-プロパノール系ケミカルヒートポンプの研究

    加藤之貴, 中川紳好, 亀山秀雄

    化学工学論文集   13 ( 5 )   714 - 717   1987年

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講演・口頭発表等

  • A Roadmap on Energy Conversion Technologies utilizing Chemical Reaction

    Symposium on Materials and Systems for Energy Conversion  2005年 

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  • Study on Hydrogen Carrier System Based on Nuclear Power

    International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP'05)  2005年 

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  • Zero Carbon Dioxide Release Hydrogen System Using Nuclear Powers

    American Nuclear Society Transaction  2005年 

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  • POSSIBILITY OF A CHEMICAL HYDROGEN CARRIER SYSTEM BASED ON NUCLEAR POWER

    3rd Information Exchange Meeting on the Nuclear Production of Hydrogen and 2nd HTTR Workshop on Hydrogen Production Technology  2005年 

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  • Carbon Dioxide Zero-Emission Hydrogen Carrier System for Fuel Cell Vehicle

    7th World Congress of Chemical Engineering (WCCE2005)  2005年 

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  • POSSIBILITY OF A CHEMICAL HYDROGEN CARRIER SYSTEM BASED ON NUCLEAR POWER

    3rd Information Exchange Meeting on the Nuclear Production of Hydrogen and 2nd HTTR Workshop on Hydrogen Production Technology  2005年 

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  • Carbon Dioxide Zero-Emission Hydrogen Carrier System for Fuel Cell Vehicle

    7th World Congress of Chemical Engineering (WCCE2005)  2005年 

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  • A Study on Hydrogen Carrier System for Fuel Cell Vehicle

    Proc. of VI Minsk International Seminar, ”HEAT PIPES, HEAT PUMPS, REFRIGERATORS”  2005年 

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  • A Roadmap on Energy Conversion Technologies utilizing Chemical Reaction

    Symposium on Materials and Systems for Energy Conversion  2005年 

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  • Study on Hydrogen Carrier System Based on Nuclear Power

    International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP'05)  2005年 

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  • Zero Carbon Dioxide Release Hydrogen System Using Nuclear Powers

    American Nuclear Society Transaction  2005年 

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  • Reactor Study on Middle Temperature Heat Storage using Chemical Composite Materials

    Proc. of International Sorption Heat Pump Conference 2008  2010年 

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  • Reactor Study on Middle Temperature Heat Storage using Chemical Composite Materials

    Proc. of International Sorption Heat Pump Conference 2008  2010年 

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  • THERMAL ENERGY STORAGES IN VEHICLES FOR FUEL EFFICIENCY IMPROVEMENT

    The 11th Intl Conference on Thermal Energy Storage (Effstock 2009)  2009年 

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  • Study of catalyst assisted chemical Heat Pump with Reaction Couple of acetone hydrogenation and 2-propanol dehydration

    World congress III of Chemical Engineering  1986年 

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  • Carbon Recycle Nuclear Energy Systems for Vehicles

    The Second Tokyo Tech-MIT Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems (TM-INES 2)  2007年 

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  • A Kinetic study of magnesium oxide/water chemical heat pump

    44th Canadian chemical engineering conference  1994年 

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  • A Kinetic study of magnesium oxide/water chemical heat pump

    44th Canadian chemical engineering conference  1994年 

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  • Study of catalyst assisted chemical Heat Pump with Reaction Couple of acetone hydrogenation and 2-propanol dehydration

    World congress III of Chemical Engineering  1986年 

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  • Application of Inorganic Oxide / Carbon Dioxide Reaction System to a Chemical Heat Pump

    Proceeding of 31st Intersociety of Energy Conversion Engineering Conf.  1996年 

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  • Application of Inorganic Oxide / Carbon Dioxide Reaction System to a Chemical Heat Pump

    Proceedings of 31st Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference (31st IECEC)  1996年 

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  • Kinetic Study of Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Porceedings of the 30th. Infersociety Energy Conversion Engineering Conf.  1995年 

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  • Kinetic Study of Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Porceedings of the 30th. Infersociety Energy Conversion Engineering Conf.  1995年 

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  • Researches on Ignition Mechanism and Turbulent Combustion of Premixed Hydrogen-Air Mixtures in the Connected Compartments

    Proceedings of the 5th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-5)  1997年 

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  • Application of Inorganic Oxide / Carbon Dioxide Reaction System to a Chemical Heat Pump

    Proceeding of 31st Intersociety of Energy Conversion Engineering Conf.  1996年 

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  • Application of Inorganic Oxide / Carbon Dioxide Reaction System to a Chemical Heat Pump

    Proceedings of 31st Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference (31st IECEC)  1996年 

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  • Experimental study of a chemical heat pump reactor for a enhancement of cogeneration performance

    Proceeding of 8th International Conference on Thermal Energy Storage (TERRATOCK 2000)  2000年 

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  • Reactivity study of a packed bed reactor for a magnesium oxide/water chemical heat pump

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers, Japan  2001年 

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  • Reactivity study of a packed bed reactor for a magnesium oxide/water chemical heat pump

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers, Japan  2001年 

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  • Experimental study of a chemical heat pump reactor for a enhancement of cogeneration performance

    Proceeding of 8th International Conference on Thermal Energy Storage (TERRATOCK 2000)  2000年 

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  • Application of a Chemical Heat Pump on High-Temperature Heat Process for High Efficiency Energy Utilization, Proceedings for 4th Minsk International Seminar

    Proceedings for 4th Minsk International Seminar Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators  2000年 

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  • Basic study on thermally regenerative fuel reformer

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers  2002年 

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  • Operability Analysis of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Cogeneration

    Proc. of International Sorption Heat Pump Conf. (ISHPC 2002)  2002年 

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  • Chemical Heat Pump for Energy Utilization of Cogeneration System

    Proc. of 5th Intl. Symposium on CO_2_ Fixation and Efficient Utilization of Energy (C&E2002)  2002年 

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  • Study on carbonation reactivity of calcium oxide in a packed bed reactor

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers, Japan  2002年 

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  • Study on carbonation reactivity of calcium oxide in a packed bed reactor

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers, Japan  2002年 

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  • Thermal Performance of a Cogeneration System using a Chemical Heat Pump

    Proceedings of International Sorption Heat Pump Conf. (ISHPC '99)  1999年 

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  • Reaction Durability of a Magnesium Oxide / Water Chemical Heat Pump

    Proceedings of 32nd Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference  1997年 

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  • Researches on Ignition Mechanism and Turbulent Combustion of Premixed Hydrogen-Air Mixtures in the Connected Compartments

    Proceedings of the 5th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-5)  1997年 

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  • Reaction Durability of a Magnesium Oxide / Water Chemical Heat Pump

    Proceedings of 32nd Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference  1997年 

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  • Energy analysis of a high-temperature chemical heat pump

    Proceedings of 34th Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference (34th IECEC)  1999年 

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  • Thermal Performance of a Cogeneration System using a Chemical Heat Pump

    Proceedings of International Sorption Heat Pump Conf. (ISHPC '99)  1999年 

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  • Interferometric Measurements of Gas Diffusivity in Supercritical Water

    Proceedings of the Symposium on Energy Engineering in the 21st Century (SEE2000)  1999年 

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  • Energy analysis of a high-temperature chemical heat pump

    Proceedings of 34th Intersociety of Energy Conversion Engineering Conference (34th IECEC)  1999年 

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  • Application of a Chemical Heat Pump on High-Temperature Heat Process for High Efficiency Energy Utilization, Proceedings for 4th Minsk International Seminar

    Proceedings for 4th Minsk International Seminar Heat Pipes, Heat Pumps, Refrigerators  2000年 

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  • Interferometric Measurements of Gas Diffusivity in Supercritical Water

    Proceedings of the Symposium on Energy Engineering in the 21st Century (SEE2000)  1999年 

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  • Bed Reactor Demonstration of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Procd. of 3rd Int. Heat Powered Cycles Conference (HPC 2004)  2004年 

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  • Chemical Thermal Energy Storage System using Metal Oxide Reactions for High Temperature Heat Utilization

    Proc. of 6th Expert Meeting and Workshop of Annex 17 to the IEA Implementing Agreement on Energy Conservation trough Energy Storage  2004年 

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  • Zero-emission Fuel Cell Vehicle System Based on Nuclear Power System

    Proc. of International Conf. of Global Environment and Advanced Nuclear Power Plants (GENES4/ANP2003)  2003年 

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  • Bed Reactor Demonstration of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump

    Procd. of 3rd Int. Heat Powered Cycles Conference (HPC 2004)  2004年 

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  • Chemical Thermal Energy Storage System using Metal Oxide Reactions for High Temperature Heat Utilization

    Proc. of 6th Expert Meeting and Workshop of Annex 17 to the IEA Implementing Agreement on Energy Conservation trough Energy Storage  2004年 

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  • Hydrogen Career System for Fuel Cell Vehicles

    Procd. of 10th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Conference (APCChE2004)  2004年 

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  • Numerical Study on the Thermal Performance of Packed Bed Reactor for CaO/CO2 Chemical Heat Pump

    Procd. of 10th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Conference (APCChE2004)  2004年 

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  • A Study on Hydrogen Carrier System for Fuel Cell Vehicle

    Proc. of VI Minsk International Seminar, ”HEAT PIPES, HEAT PUMPS, REFRIGERATORS”  2005年 

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  • Hydrogen Career System for Fuel Cell Vehicles

    Procd. of 10th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Conference (APCChE2004)  2004年 

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  • Numerical Study on the Thermal Performance of Packed Bed Reactor for CaO/CO2 Chemical Heat Pump

    Procd. of 10th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Conference (APCChE2004)  2004年 

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  • Operability Analysis of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Cogeneration

    Proc. of International Sorption Heat Pump Conf. (ISHPC 2002)  2002年 

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  • Chemical Heat Pump for Energy Utilization of Cogeneration System

    Proc. of 5th Intl. Symposium on CO_2_ Fixation and Efficient Utilization of Energy (C&E2002)  2002年 

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  • Development of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Efficient Energy Storage and Utilization

    Proc. of the 5th Minsk International Seminar “Heat pipes, heat pumps, refrigerators”  2003年 

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  • Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Efficient Energy Storage and Utilization

    Proc. of the 9th International Conference on Thermal Energy Storage (FUTURESTOCK)  2003年 

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  • Thermally Regenerative Fuel Reformer for a Zero Emission Vehicle System

    Proc. of 16th International Conf. on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation, and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2003)  2003年 

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  • Basic study on thermally regenerative fuel reformer

    Proc. of Energy Engineering Symposium of the society of Chemical Engineers  2002年 

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  • Development of a Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Efficient Energy Storage and Utilization

    Proc. of the 5th Minsk International Seminar “Heat pipes, heat pumps, refrigerators”  2003年 

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  • Magnesium Oxide/Water Chemical Heat Pump for Efficient Energy Storage and Utilization

    Proc. of the 9th International Conference on Thermal Energy Storage (FUTURESTOCK)  2003年 

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  • Thermally Regenerative Fuel Reformer for a Zero Emission Vehicle System

    Proc. of 16th International Conf. on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation, and Environmental Impact of Energy Systems (ECOS 2003)  2003年 

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  • Zero-emission Fuel Cell Vehicle System Based on Nuclear Power System

    Proc. of International Conf. of Global Environment and Advanced Nuclear Power Plants (GENES4/ANP2003)  2003年 

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  • THERMAL ENERGY STORAGES IN VEHICLES FOR FUEL EFFICIENCY IMPROVEMENT

    The 11th Intl Conference on Thermal Energy Storage (Effstock 2009)  2009年 

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  • Carbon Recycle Nuclear Hydrogen Carrier System using Nuclear Power

    International Conference on Non-Electric Applications of Nuclear Power: Seawater Desalination, Hydrogen Production and other Industrial Applications  2007年 

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  • Possibility of Chemical Heat storage in Thermal Energy Transportation Market

    First Workshop of IEA/ECES Annex 18  2006年 

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  • PACKED BED REACTOR DEMONSTRATION OF MAGNESIUM OXIDE/WATER CHEMICAL HEAT PUMP

    The Tenth International Conference on Thermal Energy Storage (Ecostock 2006)  2006年 

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  • THERMAL STORAGE PERFORMANCE OF MAGNESIUM OXIDE/WATER CHEMICAL HEAT PUMP

    4th Int. Heat Powered Cycles Conference, HPC2006  2006年 

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  • Possibility of Chemical Heat storage in Thermal Energy Transportation Market

    First Workshop of IEA/ECES Annex 18  2006年 

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  • Carbon Recycle Nuclear Hydrogen Carrier System using Nuclear Power

    International Conference on Non-Electric Applications of Nuclear Power: Seawater Desalination, Hydrogen Production and other Industrial Applications  2007年 

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  • Carbon Recycle Nuclear Energy Systems for Vehicles

    The Second Tokyo Tech-MIT Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems (TM-INES 2)  2007年 

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  • PACKED BED REACTOR DEMONSTRATION OF MAGNESIUM OXIDE/WATER CHEMICAL HEAT PUMP

    The Tenth International Conference on Thermal Energy Storage (Ecostock 2006)  2006年 

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  • THERMAL STORAGE PERFORMANCE OF MAGNESIUM OXIDE/WATER CHEMICAL HEAT PUMP

    4th Int. Heat Powered Cycles Conference, HPC2006  2006年 

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Works（作品等）

  • 「水素貯蔵膜／水素透過膜」特性データの測定

    2004年

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    作品分類：芸術活動  

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  • Performance measurement of hydrogen permeability and hydrogen storage ability of materials

    2004年

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    作品分類：芸術活動  

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  • Sevelopment of plate-type non-equilibrium fuel reformer

    2003年 - 2004年

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    作品分類：芸術活動  

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  • 平板型非平衡改質に関する研究

    2003年 - 2004年

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    作品分類：芸術活動  

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプ充填層型装置の熱出力性能試験

    1994年 - 2004年

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    作品分類：芸術活動  

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  • Thermal performace demonstration of a packed reactor bed of a magnesium oxide/water chemical heat pump

    1994年 - 2004年

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    作品分類：芸術活動  

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 大規模二酸化炭素資源化のための金属基板固体酸化物電気分解セルスタックの開発

    研究課題/領域番号：19H02807  2019年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    加藤 之貴, 高須 大輝, 佐伯 功

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    配分額：17420000円 （ 直接経費：13400000円 、 間接経費：4020000円 ）

    二酸化炭素(CO2)を資源として循環する炭素循環エネルギーシステムの産業実装による産業の革新的な低炭素化が本研究のゴールである。CO2の還元・資源化がキーテクノロジーであり、本研究では固体酸化物電気分解セル（Solid Oxide Electrolysis Cell、SOEC）を用いたCO2還元によるCO2資源化を目指している。社会実装に必要な大量還元の大面積化を実現するため、金属基板上にSOECを製膜した新たな金属基板支持SOEC (MS-SOEC)の開発を進め、セルの大面積化、大規模CO2還元の可能性を示し、合わせて、積層化（スタック化）のための技術課題の解決を目指した。
    SOECの構造は既に実用が進んでいる固体酸化物燃料電池（SOFC）と同等の構成を有している。技術のボトルネックはセルの大面積化である。そこで金属基板上にSOECを製膜した金属基板支持SOEC (Metal Supported-SOEC, MS-SOEC)を開発した。本研究ではMS-SOECの大面積化、スタック化の課題の特定と解決を進め、大容量CO2還元の概念実証を目的とする。大面積セルの製作パラメータは金属基板構造、大気圧プラズマ溶射にそれぞれにあり、これらの製作パラメータの最適化を行い性能向上を計った。MS~SOECによるCO2電気分解そして一酸化炭素（CO）、酸素生成の実証に成功している。他に事例が見られず独自性の高い成果と判断された。COは炭素材料の素材物質として有用である。本研究ではMS-SOECの製作と実験的検討を行い、MS-SOECの有用性を検討することとした。

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  • 二酸化炭素再資源化のための金属基板固体酸化物電気分解セルの開発

    研究課題/領域番号：16H04644  2016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(B)

    加藤 之貴, 佐伯 功

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    配分額：17290000円 （ 直接経費：13300000円 、 間接経費：3990000円 ）

    金属基盤固体酸化物電気分解セル（MS-SOEC）を改良し、電気分解性能の向上を進めた。金属基盤にガス拡散向けのμｍオーダーの細孔を多数開けた。SOEC本体のアノード、カソード層は大気プラズマスプレー法（APS）を用いた。CO2電気分解試験を行った。目的のCO2の電気分解によるCO、O2の生成を確認し、製作したセルがMS-SOECとして機能することを実証した。当初計画したMS-SOECの製作と、作動実証ができたことで、研究目的を達成したと判断された。

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  • 再生可能エネルギー活用にむけた固体酸化物電気分解セルの金属化による大面積化

    研究課題/領域番号：15K14300  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

    加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    再生可能エネルギーの普及に伴い、その不安定な非定常電力を固体酸化物電気分解セル（Solid Oxide Electrolysis Cell）により電気分解にて活用する可能性を検討した。従来のSOECの課題は大面積化が困難な点である。そこで金属基板上にSOEC層を形成した金属基板SOEC（MS-SOEC）を開発した。新たに提案した成膜条件によるMS-SOECを開発し、このセルを用いて電気分解を実証した。この手法により、SOECの大面積化が可能となる見通しを得、再生可能エネルギーの非定常余剰電力を水、二酸化炭素電気分解で製造した水素、一酸化炭素として活用できる可能性を見出した。

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  • エネルギー供給に関する萌芽技術のコスト構造分析

    研究課題/領域番号：26285080  2014年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    梶川 裕矢, 加藤 之貴, 中垣 隆雄, 窪田 光宏, 古山 通久, 菊池 康紀

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    配分額：13520000円 （ 直接経費：10400000円 、 間接経費：3120000円 ）

    本研究では、エネルギーに関する萌芽技術の抽出や、コスト構造の調査を行った。計量書誌分析を用いて、研究開発動向の可視化および萌芽的研究領域の抽出した。研究動向を比較評価することで、国内の研究は工学分野に偏っており、自然科学・人文社会科学における国際的な研究成果が少ないことが分かった。また、原子力安全技術、CCS、水素・蓄電池等の導入により、軽水炉、火力発電、再生可能エネルギーのコストが概ね2-3倍程度になることが分かった。加えて、島嶼地域における事例研究を通じ、社会導入における課題を検討した。今後は、エネルギーシステムの設計に基づいたコスト・価値評価、研究開発戦略の立案が必要である。

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  • 高伝熱性化学蓄熱材料を用いた中温排熱の有効利用

    研究課題/領域番号：24360404  2012年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：18590000円 （ 直接経費：14300000円 、 間接経費：4290000円 ）

    水酸化マグネシウムと膨張化グラファイトを混合した複合化学蓄熱材料EMの化学蓄熱性能を実証した。基本形状として錠剤型に材料を成形しその蓄熱性能を熱天秤で反応速度、伝熱性能を測定し。得られた蓄熱材料を用いて充填層型反応器にて化学蓄熱実証試験を行った。EMは水酸化マグネシウム単体ペレットに対して反応速度が脱水、水和反応ともに早いことを見出した。単位時間の単位反応器体積あたりの蓄熱量も大きく、EMが従来材料に比べ優れていることが確認された。以上から化学蓄熱実証試験装置の開発にあたり、必要な情報を獲得することに成功した。

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  • 二酸化炭素直接還元炭素資源再生による再生可能エネルギーの負荷平準化

    研究課題/領域番号：24656550  2012年4月 - 2015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

    加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    再生可能エネルギーを活用した二酸化炭素（CO2）の直接還元炭素資源再生を目的に電気分解セルを製作しCO2電気分解の実証を行った。実験より再生一酸化炭素:酸素生成比がほぼ1:0.5となり、Faraday則に応じて化学量論的に電気分解が進むことを確認した。得られた実験データを基に製鉄プロセスへの本技術の応用可能性を検討したところ、本SOECシステムの貢献が確認された。以上からCO2の直接還元炭素資源再生、再生可能エネルギーの負荷平準化への貢献性に必要な実験データが得られた。

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  • 多孔性配位高分子をホストマトリックスに用いた高性能化学蓄熱材の開発

    研究課題/領域番号：24656577  2012年4月 - 2015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

    劉 醇一, 加藤 之貴

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    産業排熱の有効利用法の一つとして化学蓄熱が挙げられる．ここで用いられる反応は金属酸化物／水蒸気系や金属塩／水蒸気系等の気固反応であるが，その反応速度が遅いことや，反応転化率が100％に達しない等の問題があり，実用化には至っていない．本研究では，金属酸化物や金属塩等の化学蓄熱用反応物質と多孔性配位高分子（以下ＰＣＰ）を複合した材料の化学蓄熱への適用を検討した．
    種々の金属塩／ＰＣＰ複合材料を合成し，化学蓄熱材として用いるための反応性評価を行った結果，CaCl2/ZIF-8複合材料が繰返し反応に対して一定の耐久性を持つことを明らかにした．

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  • 自然エネルギー貯蔵を目指す新しいアンモニア吸蔵剤の研究

    研究課題/領域番号：22560766  2010年10月 - 2013年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    秋鹿 研一, 東 千秋, 加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3000000円 、 間接経費：900000円 ）

    アンモニアはCa,Mgなどのハロゲン化合物と安定な錯塩を作る。塩化カルシウムにアンモニアが近づくと、窒素のローンペアーの強い配位力と塩素イオン同士の排斥力により、アンモニアのほうがカルシウムイオン近くに取り込まれる。結晶は2配位、8配位へと変化し、膨潤する。これをアンモニアの吸蔵材料として使うために、これらの錯形成反応の速度論データを取る装置をくみ上げ、データ取得を始めた。これらのデータは全くないこと、材料実用化のためにはあらゆる種類のデータを多くの技術者にとって貰う必要があるため、簡便な装置として、食品の水分量を測定する自動天秤を利用することを企画した。CaCl2にアンモニアを吸蔵させる際、水蒸気が共存すると正確なデータがとれないため、天秤を窒素気流雰囲気下へ設置した。CaCl2などの潮解性試料に対し、水分の吸収条件を検討した。吸収、脱離の速度に影響する因子は、アンモニア圧、(塩素、臭素混合であれば)陰イオンの種類と割合、結晶子あるいはクラスターサイズ、温度などである。
    CaCl2-CaBr2系は、常温、常圧でアンモニアを分離、貯蔵、放出でき、実用化の可能性がある。CaCl2は高い圧で、CaBr2は低い圧でアンモニアを吸収する。Cl/Bn比,1:1,の混合系は中間的構造を取るため、両者の中間的圧力(常圧付近)でアンモニアを吸蔵放出できる。これらについて、速度論データを取るための予備的実験を重ねたが、出発物質の水分制御が思ったより難しく、比較検討できるデータが十分に得られたとはいえない。従って、平衡に近い挙動のデータはこれまでのデータに加えることが出来たが、速度論的データについては再現性を得るに至っていない。サンプル調製法、速度データ取得装置については更なる検討を必要とした。
    実験データの整理法については理論的考察をさらに推し進めた。

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  • 化学蓄熱機能のハイブリッド化による高温プロセスの高効率化

    研究課題/領域番号：20360428  2008年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：18850000円 （ 直接経費：14500000円 、 間接経費：4350000円 ）

    酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準化、省エネルギー性が促進することを明らかにした。

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  • 逆ビルドアップ法を用いた金属薄膜-金属多孔体複合型水素分離膜の開発

    研究課題/領域番号：20656126  2008年 - 2009年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    加藤 之貴, 劉 醇一

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    配分額：3500000円 （ 直接経費：3500000円 ）

    申請者は水素分離型の非平衡型燃料改質をめざし、この反応技術の鍵となる水素分離膜に関して新技術を見出した。本研究では提案した逆ビルドアップ法による、1μmオーダーのパラジウム合金薄膜と多孔質金属支持体とを複合化した水素分離膜の実用開発を目指した。従来、試作品ごとに性能が一定でないため、実用的な製膜法を確立することを第1目的とした。平成20年度は製法を改良しピンホールフリーの水素透分離膜作成を実現した。平成21年度はこの手法で得られた水素分離膜の水素透過性能を評価し、さらに逆ビルドアップ法を用いた複合型水素分離膜の安定的な製法の確立を目指した。とくにピンホールフリーの製品歩留まりの向上が重要であった。申請者が提案した逆ビルドアップ法による新規複合水素分離膜の製法の要素段階の中で(1)パラジウム合金薄膜層スパッタ製膜工程、(2)支持メッキ層作成工程が安定した膜の作成に重要であった。工程(1)ではスパッタの電圧、電流値、スパッタ時間の最適化を検討した。工程(2)では従来はメッキ層が膜面の場所により不均一となり、膜の断裂破壊、ピンホールが発生し、安定した成膜が困難であったので、メッキ用の治具をさらなる改良を進め、膜全面に極力均一に電流が流れるよう、電気接点の多点化および、電力印加条件を検討した。その結果、大幅に歩留まりが向上し、本手法による目的の水素分離膜製作が実用的に可能であることを明らかにした。さらに得られた膜の水素透過性能値より、既往の合金単体薄膜に比べて経済性が高い可能性があることを示した。

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  • 大気圧直流放電による水蒸気プラズマを用いた含ハロゲン廃棄物の処理

    研究課題/領域番号：17310043  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    渡辺 隆行, 中野 義夫, 加藤 之貴

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    配分額：16380000円 （ 直接経費：15600000円 、 間接経費：780000円 ）

    本研究では,水蒸気プラズマを大気圧下の直流放電によって発生することに注目し,水蒸気プラズマによって,オゾン層破壊物質あるいは地球温暖化物質であるフロン,ハロン等のハロゲンを含む廃棄物に対する新しい処理方法を開発することを目的とし、大気圧で発生する直流放電水プラズマによって廃棄物を分解し、その分解挙動を調べた。
    冷却水を直接放電領域に吹き込むことによって、水蒸気プラズマが発生する。この水蒸気プラズマは外部冷却水が必要でないため、90%以上の熱効率を得ることができる。また、プラズマガスを発生させるためのボンベがいらないため、システムの小型化、コストの低減が可能となる。
    HFC-134a(CF_3CH_2F)、HFC-32(CH_2F_2)、CF_4の分解機構を調べるために、水蒸気プラズマの下流にHFC-134a、HFC-32、CF_4を吹き込むことによってこれらのガスを分解した。HFC-134aやHFC-32の分解ガスは主に水素、二酸化炭素、一酸化炭素、メタンであった。CF_4の分解ガスは主に二酸化炭素、水素、一酸化炭素、酸素であった。HFC-134aやHFC-32の供給量を増加させると、分解率と回収率は減少し、一酸化炭素とメタンの濃度は増加した。HFC-134aやHFC-32の分解時、熱分解の副生成物と考えられるCF_4は検出されなかった。これは、水素や酸素がCF_4の再結合を防ぐためであると考えられる。
    次に有機系廃棄物の模擬物質としてエタノール水溶液、メタノール水溶液を使用した。冷却水にエタノールまたはメタノールを混ぜることによって、エタノールやメタノールを分解した。エタノールとメタノールを分解したガス中には水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンが含まれていた。水素のモル分率は60-70%であった。この結果より、有機系廃棄物から合成ガスを作り出せることが示唆された。エタノールやメタノールの濃度を増加させると、一酸化炭素とメタンの濃度が増加した。

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  • 水素製造

    2003年 - 2005年

    共同研究 

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    資金種別：競争的資金

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  • hydrogen production

    2003年 - 2005年

    Cooperative Research 

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    資金種別：競争的資金

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  • 臨界点近傍における気体分子間力特異性に着目した新型ガスタービンサイクルの実証研究

    研究課題/領域番号：14208059  2002年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    加藤 恭義, 吉澤 善男, 加藤 之貴, 仁田脇 武志

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    配分額：54340000円 （ 直接経費：41800000円 、 間接経費：12540000円 ）

    1.新型ガスタービンサイクルと原子炉への適用
    超臨界CO_2ガスタービンサイクルは、臨界点近傍での圧縮仕事の低減効果により、Heガスタービンサイクルと比較して、サイクル熱効率が4%〜11%高くなる。ガスタービン発電の採用により,従来の蒸気タービンと比較して,プラントは大幅に簡素・コンパクト化が図れる。CO_2ガスタービン発電を導入すると,従来のHeサイクルでの高温(850℃)の効率が中温(650℃)で達成され,材料に高耐熱合金の代わりに316ステンレス鋼で済み材料的にコスト低減が図れる。CO_2ガスタービン発電を高速炉に導入すると,従来のNa冷却型炉の安全性,経済性,保守上の課題を排除することができる。
    2.超臨界CO_2サイクル試験ループによるヒートリック社製PCHEの伝熱流動特性評価
    超臨界CO_2サイクル試験ループを用いて、ジグザグな流路を持つHEATRIC社(英国)製PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)の伝熱流動試験を行った。試験は、CO_2高温ガス炉サイクルの低温高圧側(108℃、6.5〜10.5MPa)と高温低圧側(280℃、2.2〜3.0MPa)を模擬した条件で実施した。試験結果からPCHE型再生熱交換器の総括伝熱係数と圧力損失係数を評価し、レイノルズ数をパラメーターとする実験式を得た。
    3.新型PCHEの開発
    FLUENTコードを用いた三次元流体解析により、HEATRIC社製PCHEの高い圧力損失はジグザグ流路では曲がり部下流で渦の形成によることを解明した。さらに、不連続なS字型フィンをオフセットに配置する流路構造にすることで渦は形成されず、同じ伝熱性能で、圧力損失は1/5に低減出来るという画期的な性能改善の見通しが得られた。この予測結果について、超臨界CO_2サイクル試験ループを用いた模擬試験による検証を開始した。

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  • 水素分離型プレート式非平衡燃料改質器の開発

    研究課題/領域番号：14380224  2002年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    加藤 之貴, 吉澤 善男, 亀山 秀雄, 二階 勲

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    配分額：15000000円 （ 直接経費：15000000円 ）

    申請者が提案した燃料電池用の新しい高性能燃料改質器の開発を進めた。
    本器は従来の充填層型改質器と異なり、プレート積層型であり、水素を反応雰囲気から逐一回収し非平衡反応を行う点が新しい。本研究ではこれまでの基礎的知見をもとに提案する改質器を試作し、その性能を実証することを目的にした。即ち従来に無い高性能改質反応を実現するプレート型改質器のデザインを実験的、数値解析的に検討した。とくに新材料であるプレート状触媒と水素透過膜を採用することから、触媒プレートの形状と反応性能、また膜の水素透過膜性能を考慮した非平衡改質反応操作を実験的に評価した。結果をもとに最適反応器デザインを決定し、小型移動体規模の本改質反応器を製作し実証操作試験を進めることに検討を進めた。
    実験では改質器としての基本性能である改質反応速度、水素透過膜性能、非平衡反応性、層内熱伝達性能を確認することを進めた。ここでは層構造とともに触媒の高性能化が重要課題になる。そこで本研究では実際に単段反応器を製作しメタノールの非平衡改質実験を行うことにより本改質器の性能評価を行った.また反応器内物質移動解析により本改質器の性能評価と可能性の検討を行った.
    最初にペレット状触媒,膜厚がμmオーダーのパラジウム合金水素透過膜を使用して,反応圧力大気圧以上の加圧下,でそれぞれ通常改質反応と非平衡改質実験の比較を行った結果,非平衡化によりメタンの転化率の向上,二酸化炭素の選択性の最大15%の向上を実証し、同時に水素透過膜による水素回収を実証した.次にプレートフィン状触媒を用いて非平衡改質実験を行い,ペレット状触媒を用いた非平衡改質実験と比較を行った結果,プレートフィン状触媒を用いることで反応器内温度の安定が早く,反応器内温度分布が比較的均一となることを示した.
    反応器内物質移動解析を通常改質反応と非平衡改質反応とで行った結果,解析値は実験値の傾向にほぼ一致した.最後に水素透過性能が向上した場合,本改質器の性能がどの程度向上するかを検討するため,水素透過膜の性能を水素透過度および膜厚をパラメータとし解析を行った結果,透過度が高いほど、膜厚が薄いほどメタンの転化率および、水素回収率が向上することが推定された.
    以上よりプレート型非平衡燃料改質器の水素製造性能に関する有効性と可能性を明らかにした.

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  • 溶融ナトリウムの燃焼機構の解明

    研究課題/領域番号：13450082  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)

    吉澤 善男, 加藤 之貴

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    配分額：14400000円 （ 直接経費：14400000円 ）

    溶融ナトリウムの燃焼はその生成物が固相であることに由来して、(1)反応帯に吸込みが存在し、燃焼場の流動形態が変化する、(2)反応帯からの固相生成物の拡散、除去の過程が複雑である、(3)固相生成物による放射伝熱が重要な影響を持つ、という基本的な点で従来の基礎燃焼学で広く扱われてきた火炎現象と異なっている。本研究では基礎燃焼学の観点から、浮遊する固相生成物による放射伝熱の影響を明らかにすることにより、溶融ナトリウムの燃焼機構を解明することを目的としている。先ず、固相生成物微粒子の挙動の詳細な検討とそれを吸収射出性媒体とした輸送方程式に基づく放射伝熱モデルを用いた数値解析による、ナトリウム燃焼における表面燃焼率やプールと火炎の距離に及ぼす溶融ナトリウム温度や雰囲気温度、雰囲気酸素濃度の影響ならびに放射伝熱の効果を明らかにした。ついで、数値解析により得られた知見を基に溶融ナトリウム表面に形成される火炎を観察するための実験装置を設計・製作した。本装置は、基本的には溶融ナトリウムプール表面の対向流拡散火炎を観察するものであるが、その特長はプールの外側を対向する一対のハネカムで取り囲み、ハネカム表面にメタンの予混合火炎を形成することによりハネカムに挟まれた空間を制御された放射場とすることができることである。これによりナトリウムプール表面の対向流拡散火炎を観察することができた。結果はおおむね解析と一致したが,さらに対向流の淀み点付近の火炎であることを考慮してエアロゾルの詳細な検討に加えて二次元軸対称場の淀み点付近の解析を行い,実験結果と比較することにより現象を明らかにした。

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  • ゼロエミッション燃料電池システム

    2000年 - 2002年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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  • Zero-emission fuel cell system

    2000年 - 2002年

    The Other Research Programs 

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    資金種別：競争的資金

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  • マイクロコジェネレーションのための化学蓄熱技術の確立

    研究課題/領域番号：12680499  2000年 - 2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    加藤 之貴

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    配分額：4000000円 （ 直接経費：4000000円 ）

    本研究では申請者が提案した化学蓄熱用の化学反応材料を用いた新たな化学蓄熱装置を製作し、実験的検討を行った。そして、将来普及されると予想される小規模の熱電併給システム、マイクロコジェネレーションへのこの化学蓄熱装置の応用可能性を検討した。地球環境保護の観点から二酸化炭素排出抑制が必要であり、それに伴い、今後コジェネレーション(熱電併給、コジェネ)によるエネルギーの有功利用が世界的に普及すると考えられる。とくに小規模のいわゆるマイクロコジェネレーションが注目されるが、運転時の熱・電需給の不一致が大きな課題であり、この際に発生する余剰熱の有効な利用法が確立していない。そこで本研究では化学蓄熱技術により余剰熱の回収・利用を提案した。コジェネの余剰熱温度は概ね150〜300℃程度である。この温度域で有効な化学反応として、反応平衡的に以下の酸化マグネシウム/水系の利用を提案した。これまでの酸化マグネシウム材料はこの温度域では反応速度が低いため十分な化学蓄熱性能が無かった。今回、材料製造工程を改善し新たな酸化マグネシウム反応材料を開発した。実験的にこの新試料がこの温度域で従来資料に比べ反応性が向上することを実証した。本年度は昨年度作成した気固反応器の改良を行った。すなわち、伝熱性を考慮した反応器設計の改良を行い、新装置の蓄熱・熱出力特性を種々検討した。実験では反応速度、反応層各部温度分布を径時的に測定した。その結果従来の反応器に比べ短時間かつ高効率の熱出力が可能であることが見出された。このことは熱需要に応じて柔軟な熱応答が可能なことを示すものであり、コジェネレーションシステムへの応用実用性が高いことが期待された。

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  • Decentralized enegy supply system

    1998年 - 2002年

    The Other Research Programs 

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    資金種別：競争的資金

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  • 地域熱供給

    1998年 - 2002年

    その他の研究制度 

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    資金種別：競争的資金

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  • 高温ケミカルヒートポンプと熱電変換デバイスを複合した熱電併給システムの開発

    研究課題/領域番号：09780454  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)

    加藤 之貴

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    配分額：1200000円 （ 直接経費：1200000円 ）

    本研究では酸化カルシウム/酸化鉛/二酸化炭素反応系を用いた熱駆動ケミカルヒートポンプに熱電変換デバイスを結合した可動部のないエネルギー変換システムの開発を目的としている。熱天秤を用いた従来の基礎的研究により、高温側の酸化カルシウム/二酸化炭素反応系も低温側の酸化鉛/二酸化炭素反応系も基本的な反応特性は把握されているので、本年度は、高温反応系の実証を中心に検討した。そこで、反応試料も試薬ではなく、実用的なものとして寒水石(98%CaCO_3)を用いた。本研究で製作したケミカルヒートポンプ試験機にこの試料600gを充てんして炭酸化反応圧力3気圧で実験した結果、電気ヒ-タにより900℃で蓄熱し、980℃に昇温して出力できることを確認した。さらに、ケミカルヒートポンプで重要な繰り返し反応耐久性の実験を行い、初期数サイクルで反応活性の低下がみられたが、その後は初期活性の30%程度の活性が持続されることを確認した。本ケミカルヒートポンプ試験機で炭酸化反応の圧力を3気圧より高くすることによりさらに高い温度における熱出力も可能であるが、その場合には試料粉体内部の伝熱の改善を図らないとホットスポットが形成され、試料が焼結して反応活性が急激に低下することが明らかになった。
    なお、年度途中で海外出張が決まったため熱電変換の実験はできなかったが、出力温度レベルが確認されたので、この温度レベルに対応する熱電変換デバイスを選定して研究を継続する予定である。

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  • 太陽熱駆動ケミカルヒートポンプの共同研究

    研究課題/領域番号：06044074  1994年 - 1995年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際学術研究

    亀山 秀雄, NAZIM Murado, ALI Raissi T, 土井 卓也, FUNK James E, BKOCK David, 田中 忠良, 加藤 之貴, 斉藤 泰和, 山本 協子, FUNK E.James, BLOCK L.Davi

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    配分額：12400000円 （ 直接経費：12400000円 ）

    平成7年度の実施計画に基づき以下の研究成果が得られた。
    1)プロセス設計
    日米が共同して、太陽熱駆動のケミカルヒートポンプシステムの概念設計を行うため、東京農工大学、フロリダ太陽エネルギーセンターの2カ所で検討会を持ち、100kW規模のシステムの概念設計を行った。特に、平成7年8月1日から8月9日にかけてフロリダ太陽エネルギーセンター内で本研究テーマに関するワークショップを開催し、日本側から5件、米国側から4件の研究発表が行われ、十分に時間をかけて討論が実施された。
    2)プレート型触媒の開発
    東京農工大学において開発したのプレート触媒調整の技術を応用して、2-プロパノールの脱水素用のプレート触媒を調製し、液膜式反応装置を作成し2-プロパノールの80℃での吸熱脱水素反応を東京農工大学、東京理科大学、フロリダ太陽エネルギーセンターの3カ所でそれぞれが工夫した装置を使用して行った。特にフロリダ太陽エネルギーセンターでは、太陽熱を直接利用したパネル型の液膜反応装置を試作し、良好な反応の進行を確認している。日本側の実験結果では、従来の懸濁式反応や気相反応と比較して、反応活性が数倍高く、アセトン吸着阻害に強い触媒であることが再確認されるとともに、液膜を通して反応生成物の一つである水素が気相に放出されることにより、反応場からの生成物の分離が進行することになり、常に非平衡の状態を作り出すことが分かり、2-プロパノールの平衡転化率以上の転化率が両方の実験により確認された。
    3)太陽熱駆動触媒吸熱反応器の研究
    フロリダ太陽エネルギーセンターにおける太陽熱集熱技術を応用して、触媒反応と分離操作の機能を持つ太陽熱集熱パネルの設計を行い、電子総合研究所並びにフロリダ太陽エネルギーセンターの2カ所で太陽熱集熱パネル型小型反応器を製作した。フロリダ太陽エネルギーセンターでは、実際に屋外に反応装置を出しての実験が行われ、水素の発生を確認している。
    4)発熱反応器の研究
    東京農工大学既設の反応装置を用いて、アセトンの水素化の熱交換型管状触媒反応実験を行い、反応速度、伝熱速度の測定を行い、伝熱は十分早く反応律速となり、反応速度も当初の50モル/m2を上回る結果が得られたが、反応の選択性に問題があることが分かった。そこで陽極酸化アルミナを炭素でコーティングする方法とルテニウムでアルミナの酸点を弱める方法を試み、両方法とも選択性の向上に十分効果があることが分かった。
    5)両反応器の連結システムの研究
    農工大学とケンタキ-大学そしてフロリダ太陽エネルギーセンターとでフローシートの検討を行い、ASPEN PLUSプロセスシミュレーター上でのプロセスの検討をエネルギーとエクセルギーの観点から行い、プロセスの改良点を明らかにし、技術的な対策案を提出した。
    6)太陽熱利用反応器の制御システムの研究
    作成したフローシートに基づき、農工大、ケンタッキー大学、フロリダ太陽エネルギーセンターにおけるASPEN PLUSプロセスシミュレーターを使用して、提案フローのシミュレーターを作成し、3者間でプロセスフローの解析を行なった。
    7)共同研究全体について
    今回の共同研究の実施により、日本で提案されたケミカルヒートポンプの研究が、アメリカでも継続的な研究として実施されるようになり、本プロジェクト終了後も引き続き研究協力関係が継続することが確認された。米国側は、エネルギー省に独自に研究申請を行っている。また、新たにハワイ大学の自然エネルギーセンターやユナイテッドテクノロジー社と実験上の協力関係も築くことができた。また、中国の華東理工大学からも共同研究の申し入れがあり、今後、本プロジェクトで明らかにされた技術的な問題点を日本、米国、中国の3国間で協力しながらそれぞれの立場で解決し、近い将来実用規模のプラントを国際共同研究として建設することが望まれる。

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  • 社会受容性を備えた高温型ケミカルヒートポンプの開発

    研究課題/領域番号：06780404  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    加藤 之貴

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    配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）

    本研究では二酸化炭素を反応媒体にしたケミカルヒートポンプの可能性を検討した。二酸化炭素は1000K以下の高温域で安定な物質であり、また地球環境に対しても優しく、社会受容性を備えた反応物である。そこで二酸化炭素を反応媒体にした反応系の検討を行った。その結果、無機酸化物系の炭酸化反応が有望であった。酸化カルシウム/二酸化炭素反応系は従来より、反応活性が高いことが知られており、ヒートポンプを完成するには対応するもう一つの二酸化炭素反応系を決定する必要があった。本研究では酸化カルシウム/酸化マグネシウム/二酸化炭素反応系を候補にあげ主に検討し、その実用性を検討した。一方で種々の二酸化炭素反応系に関しても検討を行いヒートポンプとしての可能性を速度論的に検討した。
    実験では積分型反応器の設計条件を得るために、熱天秤を用いて微分反応速度を測定し、反応速度論的検討を行った。反応器は流通型であり、二酸化炭素と不活性ガス成分として窒素ガスを混合したガスを反応に用いた、各流量はマスフローメーターにより調節し、所定の反応分圧を実現した、反応温度は電気炉にて輻射加熱し所定温度を保った。反応物質としてはアルカリ土類金属酸化物および酸化銅、酸化コバルト、酸化亜鉛、酸化鉛に関してそれぞれ二酸化炭素反応特性を検討した。
    その結果酸化マグネシウム/二酸化炭素系及び酸化鉛/炭酸化反応系が酸化カルシウム系に対する反応系として有望であった。これれらの系についてはさらに検討を進め反応動力学的検討を行った。また、繰り返し反応対する反応耐久性を検討した。繰り返し反応性に関しては酸化鉛が優れていることが明らかになった。次に積分反応器の制作を行い。反応時の反応度、熱出力の同時測定が可能とした。この反応器によりヒートポンプとしての基礎的な反応性能を検討することが可能となった。

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  • ケミカルヒートポンプに関する研究

    1993年 - 2002年

    官民連帯共同研究 

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    資金種別：競争的資金

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  • Chemical Heat Pump.

    1993年 - 2002年

    Public/Private Cooperative Joint Researches 

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    資金種別：競争的資金

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  • 非平衡型燃料改質器の開発

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    資金種別：競争的資金

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  • Development of high-performance reactant for a magnesium oxide chemical heat pump

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    資金種別：競争的資金

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  • Demonstration of a magnesium/oxide chemical heat pump

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    資金種別：競争的資金

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  • Development of non-equilibrium type fuel reformer

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    資金種別：競争的資金

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  • Carbon dioxide zero-emission nergy system for fuel cell automobile

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    資金種別：競争的資金

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプ高性能反応材料の開発

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    資金種別：競争的資金

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  • 二酸化炭素ゼロエミッション型移動体エネルギーシステム

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    資金種別：競争的資金

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  • 酸化マグネシウム／水系ケミカルヒートポンプ実証試験

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    資金種別：競争的資金

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