流体工学研究室

桑原 拓也 准教授

Laboratory

研究室紹介

外部環境に応じて機能を発揮する機能性流体。その一風変わった性質に着目し、環境低負荷型エネルギー変換装置と環境保全技術を創出しています。自然冷媒ヒートポンプ、磁気機能性流体やプラズマを活用した排ガス浄化技術や水質浄化技術、新素材開発を研究しています。

主な研究紹介

燃料電池を用いた環境低負荷型非熱プラズマ水質浄化システム

「生きる」のに必要な水。世界ではまだ6億人以上が安全な水を手に入れることができません。水質浄化では化学物質を使用せず環境汚染物質を排出しない省エネルギーな方法が理想的ですが、理想的な技術はまだ確立されていません。「水で水をキレイにする!」という新発想のもと、低温プラズマと燃料電池を用いて水から水を殺菌浄化するオゾンと電力を作り出し、環境汚染物質を排出しない省エネルギーな水質浄化システムを開発しています。

水質浄化システムと脱色効果(水性インク水の20分間浄化)

超臨界流体を用いた環境低負荷型エネルギー変換システム

固体、液体、気体そして第4の相である超臨界流体。この液体でも気体でもない超臨界流体は変わりものです。例えば、液体から超臨界流体になる超臨界点近傍で熱伝導率が非常に大きくなり、この性質をうまく利用すれば超臨界流体が太陽熱を多量に素早く吸収して流れ、吸収したエネルギーでタービンを回して発電するシステムが実現可能です。シミュレーションと実験を通して、未知なる熱流動現象の解明とエネルギー変換効率の向上に取り組んでいます。

超臨界流体エネルギー変換システムと数値シミュレーション

プラズマ放電磁気機能性流体を用いた排ガス微粒子浄化装置

PM2.5などの排ガス微粒子問題。ディーゼルエンジンのみではなく、近年の直噴ガソリンエンジンの普及も伴って、排ガス微粒子の浄化は重要な課題です。規制も今後厳しくなり、ナノ排ガス微粒子の対策も必要です。既存の手法では対応が難しくなります。この問題を解決すべく、磁場による固定や形状制御が容易な磁気機能性流体と低温プラズマ放電を用い、低圧力損失で排ガス中のナノ排ガス微粒子を捕集浄化する装置を開発しています。

排ガス微粒子浄化実験システム