熱工学研究室では、「熱力学」と「流体力学」の境界領域において、基礎的な現象解明を行い、実際の物作りにも貢献することを目指している。これまでの研究成果は、エネルギー、環境、化学、バイオテクノロジー、建設といった分野において有効な知見となっており、熱流動制御法の開発やシミュレーション技術の構築といった課題を進めている。具体的なテーマは次のようである。

1. 炭酸ガス再資源化システムの研究

　地球温暖化を招く炭酸ガスの排出削減が世界的に重要な課題となっています。このため、日本では、2050年にカーボンニュートラルを実現するという壮大な目標を打ち立て、産業の潮流を大きく変えようとする大改革が始まろうとしています。

　熱工学研究室では、太陽エネルギーを利用して炭酸ガスを分解して燃料を製造する炭酸ガス再資源化システムの実用化に向けて、独自の集熱反応デバイスの開発やシミュレーションの研究を推進しています。セラミックデバイスの焼成とそれによる炭酸ガス分解試験、ガス分析、シミュレーションを一貫して行うことで基本技術の革新・深化を図ります。

2. 多孔質構造における熱流動現象研究

　多孔質構造(Porous)とは、ハニカムやフォーム体のような固体領域内に豊富な空隙を持つ構造です。この構造は、身の回りから自然界や産業界、人体の中まで様々な用途で見つける事が出来ます。

　熱工学研究室では、多孔質構造が持つ豊富な気体-固体界面を利用した伝熱・化学反応促進について基礎・応用研究をしています。例として、集光加熱を受ける多孔質構造のふく射-熱伝導-対流熱伝達メカニズムの解析や液体燃料用の小型多孔質燃焼器の設計・開発があります。

集光加熱を受ける多孔体の伝熱現象

小型多孔質燃焼器の実験