水素製造用電解槽内の現象・挙動と連成シミュレーション ～アルカリ水電解における電気化学反応/二相流/電気泳動の理解と予測～

セミナー趣旨

  近年、再生可能エネルギーの普及に向けて、水素によるエネルギー貯蔵の需要が高まっている中、アルカリ水電解は低コストかつ大規模化が容易な水素製造システムとして注目されている。
  その基本原理は単純であるが、電解槽内部では電気化学反応と共に、泡の発生に伴う二相流現象や、電解液中の電気泳動など、様々な現象が複雑に絡んだ連成問題である。高効率に安定した水素製造が可能なシステムの実現に向け、その性能・効率を左右するこれらの諸現象・挙動を解明し制御することが求められている。
  本セミナーでは、電気化学のみならず、流体力学、電磁気学に幅を広げ、アルカリ水電解槽内部の現象を解説すると共に、連成シミュレーションの実現手法をシミュレーション結果と共に解説する。

受講対象・レベル

・アルカリ水電解に関わる研究開発に携わっている方
・アルカリ水電解槽の設計・運用に携わっている方
・アルカリ水電解のシミュレーションを行われたい方
・アルカリ水電解の高性能化に興味のある方
・アルカリ水電解の練成解析に興味のある方
　など

習得できる知識

・水電解における電気化学、流体力学、電磁気学的な基礎知識
・電気化学、流体力学、電磁気学を総合した電解槽の検討
・アルカリ水電解の電解槽内でどのようなことが起こっているのか
　など

セミナープログラム

1.アルカリ水電解の電気化学-流体力学-電磁気学的な理解
　1）アルカリ水電解の電気化学
　　a) 電気化学反応の概要
　　b) 電気化学反応を表現する方程式(バトラボルマー式)
　　c) 水電解における電気化学反応
　2）アルカリ水電解の流体力学
　　a) 流体力学の基礎
　　b) 流体力学を表現する方程式（質量保存式＆運動量保存式）
　　c) 二相流の基礎(浮力・界面張力)
　　d) 二相流を表現する方程式
　3）アルカリ水電解の電磁気学
　　a) 電磁気学の基礎
　　b) 電磁気現象を表現する方程式(Maxwell方程式)
　　c) 電解液中の電磁気現象への展開
　　d) 電解液中の電磁気現象を表現する方程式(ネルンスト＝プランク式)
2.電気化学-流体力学-電磁気学の融合による現象理解
　1）電気化学-流体力学-電磁気学の各々の現象を1つにまとめる
　2）電気化学-流体力学-電磁気学の各々の現象の相互作用
3.連成シミュレーション手法
　1）偏微分方程式の種類と解法
　2）流体力学的現象の解法
　3）電磁気現象ならびに電気化学現象の解法
　4）シミュレーションプログラムの流れ
　5）シミュレーションツール(自作プログラムと商用ソフトの利点欠点)
4.連成シミュレーションの実際
　1）単一気泡周りのシミュレーション
　2）複数気泡周りのシミュレーション
　3）磁場を印加した電解槽のシミュレーション
　4）将来のシミュレーションの発展
＜質疑応答＞

セミナー講師

国立大学法人東京工業大学 工学院 機械系 准教授 博士(工学) 　兒玉 学 先生

■ご略歴
2014年10月東京工業大学大学院総合理工学研究科創造エネルギー専攻修士課程早期修了。
2015年4月～2017年3月学術振興会特別研究員(DC1)。
2017年3月東京工業大学大学大学院総合理工学研究科創造エネルギー専攻博士後期課程早期修了。
エクサ・ジャパン株式会社勤務、2018年4月東京工業大学工学院助教、2023年4月より同テニュアトラック助教、現在に至る。
水電解、二次電池、電磁流体に関する研究に従事。博士(工学)。
■ご専門および得意な分野・ご研究
アルカリ水電解/二相流/電気化学/シミュレーション/全固体電池/X線分析
■テーマ関連のご活動
・書籍：グリーン水素製造に向けた水電解および周辺技術、情報機構
・電気学会、電気学会電磁界応答流体を基盤としたエネルギー・環境先進技術に関する調査専門委員会　委員
・水電解に関してInternational Journal of Hydrogen Energy,電気学会論文誌等に論文掲載

セミナー受講料

【オンラインセミナー（見逃し視聴なし）】：1名41,800円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき30,800円

【オンラインセミナー（見逃し視聴あり）】：1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円

＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

受講について

• 配布資料はPDF等のデータで送付予定です。受取方法はメールでご案内致します。
  （開催1週前～前日までには送付致します）
  ※準備の都合上、開催1営業日前の12:00までにお申し込みをお願い致します。
  （土、日、祝日は営業日としてカウント致しません。）
• 受講にあたってこちらをご確認の上、お申し込みください。
• Zoomを使用したオンラインセミナーです
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• 申込み時に（見逃し視聴有り）を選択された方は、見逃し視聴が可能です
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