2026/09/10 更新

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チェン シャオユウ
CHEN XIAOYU
CHEN XIAOYU
所属
総合研究院 ゼロカーボンエネルギー研究所 特任助教
職名
特任助教
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研究キーワード

  • 蓄熱

  • 化学蓄熱

  • CO2回収

  • 合成燃料

論文

  • Heat Release Demonstration of a Novel CuMn2O4/CuMnO2-Based Honeycomb Structure Module for Thermochemical Energy Storage

    Xiaoyu Chen, Mitsuhiro Kubota, Seiji Yamashita, Hideki Kita

    ACS Sustainable Chemistry & Engineering   2025年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/acssuschemeng.4c10715

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  • Development of rice husk composite ceramic sphere with enhanced radiation heat transfer for rapid heat storage and release at high temperature

    Shenghao Liao, Xin Zhou, Xiaoyu Chen, Fuhai Bao, Hanzhe Zhang, Seiji Yamashita, Hideki Kita

    Ceramics International   2024年10月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ceramint.2024.07.167

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  • Development of Macro-Encapsulated Phase-Change Material Using Composite of NaCl-Al2O3 with Characteristics of Self-Standing

    Shenghao Liao, Xin Zhou, Xiaoyu Chen, Zhuoyu Li, Seiji Yamashita, Chaoyang Zhang, Hideki Kita

    Processes   2024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)  

    <jats:p>Developing thermal storage materials is crucial for the efficient recovery of thermal energy. Salt-based phase-change materials have been widely studied. Despite their high thermal storage density and low cost, they still face issues such as low thermal conductivity and easy leaks. Therefore, a new type of NaCl-Al2O3@SiC@Al2O3 macrocapsule was developed to address these drawbacks, and it exhibited excellent rapid heat storage and release capabilities and was extremely stable, significantly reducing the risk of leakage at high temperatures for industrial waste heat recovery and in concentrated solar power systems above 800 °C. Thermal storage macrocapsules consisted of a double-layer encapsulation of silicon carbide and alumina and a self-standing core of NaCl-Al2O3. After enduring over 1000 h at a high temperature of 850 °C, the encapsulated phase-change material exhibited an extremely low weight loss rate of less than 5% compared with NaCl@Al2O3 and NaCl-Al2O3@Al2O3 macrocapsules, for which the weight loss rate was reduced by 25% and 10%, respectively, proving their excellent leakage prevention. The SiC powder layer, serving as an intermediate coating, further prevented leakage, while the use of Al2O3 ceramics for encapsulation enhanced the overall mechanical strength. It was innovatively discovered that the Al2O3 particles formed a network structure around the molten NaCl, playing an important role in maintaining the shape and preventing leakage of the composite thermal storage phase-change material. Furthermore, the addition of Al2O3 significantly enhanced the rapid heat storage and release rate of NaCl-Al2O3 compared to pure NaCl. This encapsulated phase-change material demonstrated outstanding durability and rapid heat storage and release performance, offering an innovative approach to the application of salt phase-change materials in the field of high temperature rapid heat storage and release and encapsulating NaCl as a high-temperature thermal storage material in a packed bed system. Compared with conventional salt-based phase-change materials, the developed product is expected to significantly improve the reliability and thermal efficiency of thermal storage systems.</jats:p>

    DOI: 10.3390/pr12061123

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  • Development of redox-type thermochemical energy storage module: A support-free porous foam made of CuMn2O4/CuMnO2 redox couple

    XIAOYU CHEN

    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL   2024年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/J.CEJ.2024.149540

    Web of Science

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  • An in-depth oxidation kinetic study of CuCrxMn1-xO2 (x=0, 0.1, 0.3) for thermochemical energy storage at medium-high temperature

    XIAOYU CHEN

    SOLAR ENERGY MATERIALS AND SOLAR CELLS   2023年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/J.SOLMAT.2023.112495

    Web of Science

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  • Effect of Cr Addition on Cu-Mn Spinel/Delafossite Redox Couples for Medium-High Temperature Thermochemical Energy Storage

    XIAOYU CHEN

    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS   5 ( 5 )   5811 - 5821   2022年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ACSAEM.2C00178

    Web of Science

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  • Frictional Characteristics of Carbide Ceramics in Water

    XIAOYU CHEN

    JOURNAL OF TRIBOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME   2022年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1115/1.4050732

    Web of Science

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  • Effect of Water Temperature on Tribological Performance of B4C-SiC Ceramics under Water Lubrication

    XIAOYU CHEN

    TRIBOLOGY LETTERS   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/S11249-021-01406-0

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  • Tribological behaviour of B4C-SiC composite ceramics under water lubrication: influence of counterpart

    XIAOYU CHEN

    MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/02670836.2021.1961365

    Web of Science

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  • Exploring Cu-Based Spinel/Delafossite Couples for Thermochemical Energy Storage at Medium-High Temperature

    XIAOYU CHEN

    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ACSAEM.1C01352

    Web of Science

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  • Investigation of Sr-based perovskites for redox-type thermochemical energy storage media at medium-high temperature

    XIAOYU CHEN

    JOURNAL OF ENERGY STORAGE   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/J.EST.2021.102501

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  • B4C-SiC Ceramics with Interfacial Nanorelief Morphologies and Low Underwater Friction and Wear

    XIAOYU CHEN

    ACS APPLIED NANO MATERIALS   2021年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/ACSANM.1C00375

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 中高温域をターゲットとしたレドックス型化学蓄熱システムに関する一貫研究

    研究課題/領域番号:23KJ1071  2023年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    CHEN XIAOYU

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    配分額:2000000円 ( 直接経費:2000000円 )

    本研究では、500~1000℃の中高温域において、高密度で蓄・放熱が可能で、かつ低熱損失という特長を持つレドックス型化学蓄熱技術を用いた新規中高温熱回収・利用システムの実現を目指している。このために、想定温度域で動作可能なレドックス型化学蓄熱材の探索、材料学的評価といった基礎研究、および開発材を搭載した蓄熱モジュールの製作とその性能評価を行っている。
    令和5年度には、先行研究で開発した銅マンガン系化学蓄熱材(CuMn2O4)へクロムの添加効果に関する反応速度解析を行った。異なる反応温度・酸素分圧で酸化実験を実施し、反応速度式の決定を行った。つづいて、装置工学的検討の第一段階として蓄熱モジュールの製作を行った。なお、原料として、Crを添加した銅マンガン系化学蓄熱材の大量合成は容易ではないため、Cr添加なしのCuMn2O4を用いた。まずは、共沈法により約7.5㎏の粉末原料を得た。つづいて、粉末原料から成るスラリーをポリウレタンスポンジ(20×20×20mm、13PPI)に含浸・乾燥後、各種条件で焼結を行った。この結果,多孔体蓄熱モジュールの製作に成功したが、機械圧縮強度がやや低く、繰り返し反応により変形が見られるなど、実用化に向けた課題が見出された。
    令和6年度には、低圧力損失が実現可能なハニカム構造蓄熱モジュールを試作した。粉末原料と粘土を混練し(蓄熱材割合:70wt%)、押出成形により直径32mm×高さ49mm、セル密度304 cpsi、重さ約50gの円柱型ハニカム構造蓄熱モジュールを製作した。さらに、蓄・放熱実証実験装置を組み立て、放熱性能の検証を行った。初期反応温度500~700℃、ガス流量1.25~5 L/minで行った結果、酸化反応開始後に流通ガスの最大昇温幅46.2℃に達した後、初期温度へ回復する挙動が観察されたため、ハニカムジュールの放熱性能が実証された。

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