教員・研究室紹介

機械システム工学科

教授

宮本泰行Hiroyuki MIYAMOTO

研究分野: 熱工学、熱力学、熱物性

キーワード: 低ＧＷＰ系冷媒、ORCS、水素キャリア、セミクラスレートハイドレート、CCUS、ジェット燃料、状態方程式、プロセスシミュレーション

研究室URL: https://www.pu-toyama.ac.jp/tpu/wp-content/uploads/2025/04/43e0fde23fd0da13b8aabbfa7657ba96-1.jpg

研究室の特徴

世界最高水準の精度の研究ができる。

毎年国際学会発表（院生による発表、詳しくは下記の「主な研究業績」参照）、または国際誌への投稿をしている。

上記のキャリアが就職活動においても評価されており、先輩たちは身に着いた能力で就職後も活躍している。

研究内容

カーボンニュートラル達成に貢献する熱物性研究

　日本のエネルギーの8割は「熱」を起点としていますが、この「熱」は主に流体の熱物性から算出されます。私たちは、熱物性を研究して2050年のカーボンニュートラル達成に貢献するため、企業、国立研究機関、大学、および国内外の研究者と協力し、各種のエネルギーシステムの高効率化や脱炭素化への貢献を目指した共同研究を、進めています。

研究テーマ

　ヒートポンプ用次世代冷媒の熱物性評価（温室効果が低い次世代冷媒の開発への貢献）

　水素キャリアの材料選定（水素の大量輸送技術の研究）

　人工ハイドレートのガス分離特性の解明（バイオガスや低純度燃料ガスの精錬技術の研究）

　ジェット燃料の熱物性の高精度化（ジェットエンジンの燃費向上への貢献）

新しい作動流体の高精度測定

　最少で5 gのサンプルから熱物性を高精度に解明（図1, 図2）

図1　気液平衡性質測定装置

図2　高温高圧PVTx性質測定装置

国際標準クラスの状態方程式開発

　NIST(アメリカ)のレモン博士との共同研究。世界で最も参照されている熱物性計算ソフト・REFPROPへの実装を目指しています（図３）

水素キャリアの国際標準状態方程式_miyamoto@pu-toyama.a.jpg

図3　水素キャリアの状態方程式（REFPROP用）

新たな熱物性を発露するサンプルの試作と性能評価

　　例：セミクラスレートハイドレート（図4，図5）のCO₂回収・貯留能力の解明^※

　　※カーボンニュートラル達成後に予想される、CO₂の価値向上に備えた研究

図4　人工ハイドレート生成・分析装置

メタンの人工ハイドレート_miyamoto@pu-toyama.a.jpg

図5　本研究室で作成したハイドレード

プロセス最適化に関する研究

　企業でも広く活用されているプロセスシュミレーションソフトを用いて、熱物性応用プロセスの最適化に挑戦（上記の成果を応用）（図6）

水素キャリアの水素化反応プロセス_miyamoto@pu-toyama.a.jpg

図6　有機系水素キャリア生成プロセスのシミュレーション

#興味のある方はぜひ見学に来てください。

主な研究業績

学生の国際学会発表実績（筆頭・発表者は本研究室大学院生）

K. Ikeda, H. Miyamoto, S. Muromachi, Gas Separation of CH₄/CO₂ Mixed Gas by Semiclathrate Hydrates, The 13th Asian Thermophysical Properties Conference, online, 2022.
K. Maesaka, R. Shichiken, H. Miyamoto, S. Muromachi, S. Oba, Modeling of CO₂ and CH₄ Solubility in the Aqueous Electrolyte Solutions: Design and Analysis of CO₂ Recovery Processes, 26th IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics(ICCT-2023), Osaka, 2023.
K. Koike, H. Miyamoto, S. Oba, Design optimization focusing on optimization of heat utilization of distillation column in MCH production plant using process simulator, 10th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS’24), Fukushima, 2024.
N. Osumi, H. Miyamoto, E. W. Lemmon, Measurement of Vapor-Liquid equilibrium properties and correlation of equation of state of Low-GWP mixed refrigerant, 10th International Symposium on Molecular Thermodynamics and Molecular Simulation (MTMS’24), Fukushima, 2024.
K. Kutsumi, H. Miyamoto, Y. Kayukawa, R. Akasak, Thermodynamic property measurements for heavy water in the metastable region, IAPWS Annual Meeting 2025, Helsinki, Finland, 2025.
K. Murai, H. Miyamoto, S. Muromachi, The 14th Asian Thermophysical Properties Conference, Shanghai, China, 2025.

論文リスト

H. Miyamoto, T. Saito, N. Sakoda, U. Perera, T. Ishii, K. Thu, Y. Higashi, Measurement of the vapor–liquid equilibrium properties of the binary low GWP refrigerant R32/R1123, International Journal of Refrigeration, 119 340-348, 2020.
T. Yamada, H. Miyamoto, N. Sakoda, Y. Higashi, Vapor–Liquid Equilibrium Property Measurements for R32/R1234yf Binary Mixtures in Low R32 Concentration, International Journal of Thermophysics, 41(12), 2020.
H. Miyamoto, M. Nishida, T. Saito, Measurement of the vapour–liquid equilibrium properties of binary mixtures of the low-GWP refrigerants R1123 and R1234yf, Journal of Chemical Thermodynamics, 158 106456, 2021.
H. Miyamoto, Y. Nakamura, K. Minai, T. Yamada, Measurements and Modeling of the Vapor–Liquid Equilibrium Properties of Low-Global-Warming-Potential Refrigerant R32/R1234yf/R1123 Ternary Mixtures, Fluid Phase Equilibria, 113440-113440, 2022.
S. Muromachi, K. Ikeda, K. Maesaka, H. Miyamoto, Biogas separation by semiclathrate hydrates formed with tetra-n-butylammonium and tetra-n-butylphosphonium salts, Energy, 290 130176-130176, 2024.

※詳しくはResearch Map（https://researchmap.jp/read0067629/）をご参照ください。

主な装置

金属ベローズ変容法式高圧域PVTx性質測定装置
金属ベローズ変容法式高温域PVTx性質測定装置
変容法式臨界点・超臨界域PVTx性質測定装置
再循環型VLE（気液平衡性質）測定装置
等温・等圧型ハイドレート生成・分析装置
TCD式ガスクロマトグラフ
精密級質量天秤
純水製造装置

他