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Nomura Takahiro

Faculty of Engineering　Center for Advanced Research of Energy and Materials　Laboratory of Energy MediaProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士（工学）, 北海道大学
■ URL
researchmap URLホームページURL■ Various IDs
Researcher number
  • 50714523
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 省エネルギー
  • 熱輸送
  • エネルギー高効率化
  • 金属物性
  • セラミックス
  • 新エネルギー
  • 蓄熱
Research Field
  • Nanotechnology/Materials, Energy chemistry
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • 2015
    Hokkaido University, 工学(系)研究科(研究院)

Research activity information

■ Papers
■ Other Activities and Achievements
■ Lectures, oral presentations, etc.
  • Ca2RuO4の粒径と構造転移の関係性
    棚橋 慧太; 能村 貴宏; 延兼 啓純; 迫田 將仁; 丹田 聡; 秋山 友宏
    応用物理学会秋季学術講演会, 19 Sep. 2019, Poster presentation
    [Domestic Conference]
  • 未利用熱有効利用のためのZn-Al合金相変化マイクロカプセル
    川口貴大; 樫山康平; 長俊介; 坂井浩紀; 盛楠; 秋山友宏; 能村貴宏
    日本鉄鋼協会 第178回秋季講演大会, 12 Sep. 2019, Poster presentation
    [Domestic Conference]
  • CO2メタネーションの温度制御に向けたNi担持相変化マイクロカプセルの表面改質
    高橋達也; 小出浩明; 坂井浩紀; 盛楠、Ade Kurniawan; 秋山友宏; 能村貴宏
    日本鉄鋼協会 第178回秋季講演大会, 12 Sep. 2019, Poster presentation
    [Domestic Conference]
  • Pt粉末添加による酸素吸蔵材料Ca2AlMnO5の吸蔵特性改善
    佐藤亜由夢; 阿部圭祐; 齊藤元貴; 能村貴宏; 秋山友宏
    令和元年度鉄鋼協会北海道支部サマーセッション, 05 Jul. 2019, Poster presentation
    [Domestic Conference]
  • 潜熱/化学蓄熱機能を有するハイブリッド材料の開発
    小出浩明; 高橋達也; 坂井浩紀; 能村貴宏; 秋山友宏
    日本鉄鋼協会日本金属学会両支部合同サマーセッション, 05 Jul. 2019
    [Domestic Conference]
  • マイクロカプセルPCMを用いた反応熱制御技術の検討
    能村貴宏; SHENG Nan; 坂井浩紀; 高橋達也; 秋山友宏
    第56回 日本伝熱シンポジウム, 31 May 2019
    [Domestic Conference]
  • 潜熱蓄熱マイクロカプセルを主原料とした蓄熱ペレットの作製
    坂井浩紀; 芳賀美紀; 長谷川裕太; 盛楠; 秋山友宏; 能村貴宏
    日本鉄鋼協会 第177回春季講演大会, 20 Mar. 2019
    [Domestic Conference]
■ Syllabus
  • 材料科学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • エクセルギー工学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • エクセルギー工学特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 材料科学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • エクセルギー工学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • エクセルギー工学特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 環境と人間, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 一般教育演習(ﾌﾚｯｼｭﾏﾝｾﾐﾅｰ), 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 材料工学演習Ⅲ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 材料科学基礎英語, 2024年, 学士課程, 工学部
  • マテリアルプロセス工学, 2024年, 学士課程, 工学部
■ Research Themes
  • 熱・化学・CO2ルーピングによるエネルギーレス酸素置換/CO2回収システムの開発
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026
    能村 貴宏; 國貞 雄治; 坂口 紀史
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 22H00306
  • Development of Fluidized Bed Heat Storage Unit with PCM particles that can rapidly store and release heart and Biomass Power Generation Systems
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
    伏見 千尋; 能村 貴宏; 池上 貴志
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Tokyo University of Agriculture and Technology, 22K04815
  • 蓄熱触媒によるエクセルギー再生コプロダクション
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    Jun. 2022 - Mar. 2024
    能村 貴宏; 國貞 雄治
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 22K18993
  • Development of exergy recuperating type oxygen production device with a micro-scale reaction heat circulation mechanism.
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
    Nomura Takahiro
    Converting from air to pure oxygen utilization technology is essential for energy conservation and CO2 emission reduction in industrial sector. However, oxygen production by cryogenic distillation method is an excessively energy-consuming process. Therefore, an advanced O2 production process is required. Therefore, this study focused on the pressure swing adsorption method as an energy-saving oxygen production process, and aimed to develop an oxygen production device with a micro-scale reaction heat circulation mechanism. As a result, we succeeded in synthesizing a new oxygen storage material without hysteresis during oxygen adsorption and desorption. We also developed a reaction heat control device consisting of an oxygen storage material and a latent heat storage material, and confirmed the reaction heat control and circulation functions during oxygen absorption and desorption.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 19H02653
  • Nano-microscale catalytic reaction heat control technology based on heat storage engineering
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    28 Jun. 2019 - 31 Mar. 2021
    Nomura Takahiro
    The purpose of this study was to develop a reaction heat control device in which catalyst/carrier/micro-encapsulated phase change material are integrated and contact on a nano/micro scale. As the basis of development, we investigated a technology for supporting or coating the catalyst itself or a material in which a catalyst carrier composed of a catalyst or a complex oxide is integrated and contact on the shell surface of MEPCM. Although various reaction systems were considered, the materials were adjusted and their characteristics were evaluated by targeting the CO2 methanation reaction, which is attracting attention as an effective use technology for CO2. As a result, we succeeded in developing devices such as Ni-supported phase change microcapsules. In addition, it was observed that the developed devices can absorb the reaction heat of CO2 methanation.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 19K22224
  • Development of next-generation latent heat stoarge and transportation technology for high temperature applications
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2015 - 31 Mar. 2019
    Nomura Takahiro
    Purpose of this study is to develop a next-generation high-temperature heat storage and transportation technology, based on a latent heat storage using phase change material (PCM) which can store and release a large amount of thermal energy at a constant temperature. Especially, a latent heat storage medium (=microencapsulated PCM) with a high-heat storage density, high-speed heat response, and high-temperature operation was mainly developed. As the results of this project, microencapsulated PCM with various operating temperature ranges were developed by using various Al based PCMs. In addition, bulk heat storage media such as pellets and mm size particles, and microencapsulated PCM with catalyst were successfully developed.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (A), Hokkaido University, 15H05567
  • development of third-generation latent heat storage technology utilizing the glass transition
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2016
    Nomura Takahiro; AKIYAMA Tomohiro
    Latent heat storage technology, which utilizes latent heat during solid-liquid phase transition of a phase change material (PCM), can realize a high heat storage capacity and supply heat at a constant temperature. Therefore, this method is suitable for waste heat recovery and solar energy utilization. However a conventional latent heat storage technology cannot realize a long-term heat storage. In addition, an encapsulation technology is needed to avoid a leakage of liquid PCM during heat storage. Therefore, this study proposed third-generation latent heat storage technology utilizing the glass transition to achieve for super long term heat storage and capsule free heat transportation. As results, we investigated a noble glass-transition sugar-alcohol PCM which can be applied the proposed concept. In addition, we designed new heat transportation processes which can achieve the proposed concept.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 26630491
  • 合金系潜熱蓄熱材を用いた高温未利用熱の有効活用
    科学研究費助成事業
    30 Aug. 2013 - 31 Mar. 2015
    能村 貴宏
    本研年度は、500度超に融点を持つAl-Si系合金PCMの開発を目的とした。具体的には、①Al-Si系合金の熱物性調査、②Al-Si系合金と代表的耐熱材料との腐食性試験を実施した。
    ①Al-Si系合金の熱物性調査：Siは融解時の体積膨張率が負（-9.6%）のため、合金元素として添加することで、PCM候補材の融解時体積膨張率を低く制御可能であり、PCMとしての実用上極めて有利となる。そこで、本研究ではAl-12wt%Si、Al-17wt%Si、Al-20wt%Si、Al-25wt%Si、Al-30wt%SiをPCM候補として、その蓄熱性能を測定した。その結果、共晶組成近傍のAl-12wt%Siの潜熱量は0.5 MJ/kgであり、PCMとして極めて有望であった。また、過共晶組成であるAl-25wt%SiとAl-30wt%Siの蓄熱量可能量500度から800度の範囲で測定したところ、1MJ/kg以上の値を示した。過共晶領域では、温度の降下と共に連続的にSiの初晶が析出するため、この結晶化潜熱が液相、固相の比熱に上乗せされ、見掛け上大きな比熱として観察される。従来のPCMは液体比熱が小さく、融点または共晶点付近での蓄熱のみに温度範囲が限定されていた。一方、過共晶領域にまで組成範囲を広げることで、より広い温度範囲で効率的に高密度蓄熱が可能となることが明らかとなった。
    ②Al-Si系合金と代表的耐熱材料の腐食性試験：Al-Si系合金SiとAl2O3、SiCとの腐食性を、真空雰囲気下で、1000度の合金溶湯中に、試験片を100h浸漬することで評価した。Al-Si系合金PCM候補として、Al-25wt%Siの他にAC9A、ADC12等の規格合金も検討した。その結果、Al2O3は検討した合金PCM候補に対して腐食されず、PCM用の構造材として極めて有望であった。
    日本学術振興会, 研究活動スタート支援, 北海道大学, 25889002
  • 潜熱蓄熱輸送によるコンビナートの再構築及び超広域熱輸送システムの開発
    科学研究費助成事業
    2010 - 2012
    能村 貴宏
    1)実現可能なコンビナートモデルの開発
    製鉄所内のシステム解析を検討した結果として、廃熱を有効利用可能な新規製鉄システムを提案し、その可能性を調査した。
    製鉄所では,コークス製造過程において、高温のタール含有COGが副産されるが、熱回収できず、冷却によりCOGとタールに分離している.一方、高品位炭、鉱石の枯渇が深刻であり、低品位鉱石の有効利用法確立が切望されている。
    本研究では、COGのタールを化学気相浸透法(CVI)により低品位多孔質鉱石細孔内へ析出させ,炭素含有部分還元鉱を製造するCVI製鉄法を提案し、熱・物質シミュレーションにより,CVI製鉄法を用いた場合の鉄鉱石還元に利用するコークス量(Reducing Agent Ratio : RAR, 単位 : kg-cokes/t-pig iron)削減効果及びシステム成立条件を調査した.
    本提案のCVI製鉄法はCOG廃熱を利用してタールを多孔質鉄鉱石に炭素として転換可能である.また,COG中に含まれる水素,一酸化炭素,メタン等の還元性ガスにより,鉄鉱石中の酸化鉄を部分的に還元する.従って,COG廃熱とタールの化学エネルギーを用いた炭素,鉄鉱石の複合材料が製造できる。解析の結果、本提案システムはRARを最大12%削減可能であった。
    2)潜熱熱蓄熱材の過冷却制御法の開発
    過剰な過冷却は、潜熱放熱時の放出潜熱量の低下を引き起こす。また、潜熱蓄熱材の蓄放熱温度は、使用材料に固有の物性値であり、幅広い温度域を持つ廃熱回収へ適用する場合、多数の潜熱蓄熱材が必要となる。本研究では、ナノオーダーの多孔質材料に潜熱蓄熱材を含浸担持させることで、潜熱蓄熱材の過冷却度及び相変化温度を制御可能であることを見出した。特に、細孔径を小さくするほど、潜熱蓄熱材の融点は低下し、多孔質材の細孔により、融点を自在に制御可能であった。
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 10J02940
■ Industrial Property Rights
  • 蓄熱体
    Patent right, 秋山 友宏; 沖中 憲之; 能村 貴宏, 国立大学法人北海道大学
    特願2013-540793, 24 Oct. 2012
    特許第6057184号
    16 Dec. 2016
    201703012087824817
  • 高炉送風方法及び高炉送風設備
    Patent right, 村井 亮太; 小川 直孝; 松野 英寿; 秋山 友宏; 能村 貴宏, JFEスチール株式会社
    特願2015-071451, 31 Mar. 2015
    特開2016-191110, 10 Nov. 2016
    201603014567666990
  • 蓄熱材の使用・保存方法および蓄熱・熱供給システム
    Patent right, 秋山 友宏; 能村 貴宏; 相良 昭人; 沖中 憲之; 朱 春宇, JSR株式会社, 国立大学法人北海道大学
    特願2014-200098, 30 Sep. 2014
    特開2016-069510, 09 May 2016
    201603006904387222
  • 金属含有ナノ粒子の製造方法
    Patent right, 秋山 友宏; 朱 春宇; 齊藤 元貴; 能村 貴宏; 中津川 勲; 中田 成, 国立大学法人北海道大学, 株式会社燃焼合成
    特願2014-087652, 21 Apr. 2014
    特開2015-207469, 19 Nov. 2015
    201503012461687433
  • 潜熱蓄熱体、潜熱蓄熱体の製造方法、および、熱交換材料
    Patent right, 秋山 友宏; 能村 貴宏; 相良 昭人; 沖中 憲之; 朱 春宇, 国立大学法人北海道大学
    JP2015002204, 23 Apr. 2015
    WO2015-162929, 29 Oct. 2015
    201703015401892570
  • 蓄熱体
    Patent right, 秋山 友宏; 沖中 憲之; 能村 貴宏, 国立大学法人北海道大学
    JP2012077395, 24 Oct. 2012
    WO2013-061978, 02 May 2013
    201503029377492790

Research Profiles

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