研究テーマ ｜ Research theme
1. 地球温暖化係数の低い冷媒の物性測定 および それを使用する高性能ヒートポンプの開発
2. 半導体冷却用 （高密度熱除去用）機能性沸騰冷却面の開発
1. Property measurement and energy analysis for new low Global Warming Potential Refrigerants
2. A new fabrication technique of boiling surface in passive cooling devices removing denser heat flux from semiconductors
研究概要 ｜ Research summary
エアコンや冷凍機として使用されるヒートポンプは大気中のエネルギーを利用するため，一次エネルギー消費低減に役立てることが出来ます。しかし，ヒートポンプ内作動流体の温暖化係数は二酸化炭素の675～15000倍も高いのです。地球温暖化は極端な気象現象や海面上昇をもたらし，飲料水・食料・居住地の安定確保を阻害するため，地球規模で取り組まなければならない問題です。本研究室では，温暖化係数が極めて小さい作動流体を探求するとともに，その熱輸送特性などの測定をしています。またその知見を生かした高性能冷却デバイス開発などにも取り組んでいます。地球環境を保全しながらも豊かな社会を実現するべく，世界中の研究者と共に頑張っています。
Heat pumps are efficient way of air conditioning and refrigeration. However, currently commercialized refrigerants used in heat pumps exhibit 675-15000 times higher Global Warming Potentials (GWPs) than CO2. With international research collaborators, we deliver physical property and heat transfer characteristics data of new low GWP refrigerants. Also, a micro fabrication technique of boiling heat transfer surface of passive cooling devices dessipating extremely dense heat fluxes from heavily loaded semiconductors is our target for a coming information society.
特色・研究成果・今後の展望
低GWP冷媒の表面張力測定（図a）では米国NISTのREFPROPのデータベースに採用されるなど，世界中へ発信されています。近年分は測定が困難な極低温域において子シミュレーション（図b〜d）で測定をアシストすることを試みています。
アルミなどの金属面へ，レーザーで数～数十ミクロンの加工をすることにより，種々の液体との濡れ性を変化させることが可能です。これを利用することで，沸騰伝熱性能を飛躍的に向上させることができ，小型で高性能な冷却器が設計可能です（図e）
a)低GWP冷媒の表面張力測定
b)
c)
d)
e)
社会実装への展望
関連する分野
- 冷凍・空調機器（ヒートポンプ），冷却技術，新冷媒，熱交換器・伝熱
提供できる技術
- 高圧流体の表面張力・三重点(凝固点）の高精度測定，冷凍サイクル設計，熱交換器設計，種々の熱伝達率測定，分子シミュレーション