成瀬研究室 東海国立大学機構　名古屋大学大学院工学研究科　
機械システム工学専攻　環境・エネルギー工学研究グループ

環境調和型でかつ高効率な変換技術

の開発に取り組む。

持続発展可能な物質循環型社会

の創成を目指す！

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新着情報 News

2026/04/03メンバー
新4年生の3名が研究室に加わりました！今年度からよろしくお願いいたします。
2026/03/25研究室活動
送別会を行いました！M2及びB4の皆様、ご卒業・ご修了おめでとうございます！
2026/03/18研究業績
M2の丸山 翼 が京都大学で行われた化学工学会第91年会にてポスター発表を行いました！題目：廃棄物燃焼過程のNOx生成挙動に及ぼすEGR効果
2025/03/09研究業績
B4の石川 幹と奥寺 大が機械学会東海学生会第57回学生員卒業研究発表講演会にて口頭発表を行いました！
2025/12/13研究業績
M2の米田 拓真、高橋 広大、新居 大生、丸山 翼、松井 寛尚、川辺 昇、安中 潤が名古屋大学で行われたInternational Conference on Materials and Systems for Sustainability(ICMaSS 2025)にてポスター発表を行いました！
2025/12/13研究業績
田内 希さんが名古屋大学で行われたInternational Conference on Materials and Systems for Sustainability(ICMaSS 2025)にて口頭発表を行いました！発表内容：Evaluation of Agglomeration Controlof Biomass Ash during Fluidized-Bed Combustion
2025/12/10研究室活動
日間賀島で忘年会を行いました！
2025/11/19研究業績
M2の米田 拓真が弘前大学で行われた第21回バイオマス科学会議にて口頭発表を行いました！発表内容：バイオマスガス化過程における微量元素を含む微粒子の生成挙動解明
2025/11/18研究業績
田内 希さんが弘前大学で行われた第13回アジアバイオマス科学会議にて口頭発表を行いました！発表内容：Agglomeration Control of Biomass Ash during Circulating Fluidized Bed Combustion
2025/11/07研究業績
M2の松井 寛尚がパシフィコ横浜ノースで行われた第63回燃焼シンポジウムにて口頭発表を行いました！発表内容： バイオマス燃焼過程における微粒子・微量成分の生成挙動解明
2025/11/06研究業績
M2の高橋 広大がパシフィコ横浜ノースで行われた第63回燃焼シンポジウムにて口頭発表を行いました！発表内容：多種バイオマス燃料の燃焼挙動の解明とそのモデル化
2025/11/05研究業績
M2の新居 大生がパシフィコ横浜ノースで行われた第63回燃焼シンポジウムにて口頭発表を行いました！発表内容：産業廃棄物処理炉内における灰付着制御と付着機構の解明
2025/10/30研究業績
D3の鄭 振傑が新潟ユニゾンプラザで行われた第62回石炭科学会議にて口頭発表を行いました！発表内容：高温でのH2O及びCO2ガス化反応におけるコークス内灰粒子挙動
2025/09/18研究業績
M1の中野颯斗が名古屋大学で行われた第36回 廃棄物資源循環学会 研究発表会にて口頭発表を行いました！発表内容：流動焙焼炉内の亜鉛焙焼反応挙動
2025/09/17研究業績
M2の安中潤が名古屋大学で行われた第36回 廃棄物資源循環学会 研究発表会にてポスター発表を行いました！発表内容：ゴムの水蒸気ガス化挙動およびタール・すすの生成挙動
2025/09/16研究業績
M1の藤岡稜大が芝浦工業大学で行われた化学工学会第56回秋季大会にて口頭発表を行いました！発表内容：メタン・アンモニアの混焼・専焼技術の基礎研究
2025/08/08研究業績
M2の安中潤が東北大学で行われた第34回日本エネルギー学会大会にて口頭発表を行いました！発表内容：ゴムの水蒸気ガス化時の反応およびタール・すすの生成挙動
2025/08/07研究業績
M2の川辺昇が東北大学で行われた第34回日本エネルギー学会大会にて口頭発表を行いました！発表内容：バイオマスガス化模擬ガスによる固体酸化物燃料電池の発電特性
2025/04/04メンバー
新しいM1の4名とB4の4名が配属されました！今年度からよろしくお願いいたします。
2025/03/25研究室活動
追いコンが行われました！M2の7名とB4の5名が卒業されました！
2025/03/12研究業績
B4の大河内響君が機械学会東海学生会第56回学生員卒業研究発表講演会にてBest Presentation Awardを受賞しました！受賞テーマ：流動層におけるバイオマスチャーの水蒸気ガス化
2025/01/10研究業績
D2の鄭振傑さんの研究成果がISIJ Internationalに掲載決定しました！論文タイトル：Effect of temperature on reaction and degradation behaviors during CO2 and H2O gasification reactions of coke in same conversion ratio
2024/12/18研究業績
D1の田内希さんが京都で行われた日本エネルギー学会第20回バイオマス科学会議で発表しました！発表内容：バイオマス燃料の流動層燃焼炉における灰凝集評価
2024/12/18研究業績
M2の長谷川翔一君が京都で行われた日本エネルギー学会第20回バイオマス科学会議に参加し、成果発表を行いました！発表内容：充填層ガス化炉における木質バイオマスのCO2ガス化特性
2024/12/18研究業績
M1の高橋広大君が京都で行われた日本エネルギー学会第20回バイオマス科学会議に参加し、成果発表を行いました！発表内容：多種バイオマス燃料の燃焼挙動の解明とそのモデル化
2024/11/25研究業績
M1の米田拓真君が大阪で行われた第62回燃焼シンポジウムで発表しました！発表内容：バイオマス燃焼過程における微量元素放出挙動
2024/11/21研究業績
松成祥平さんがベトナムで行われた12th Asian Conference on Biomass Scienceで発表しました！発表内容：Elucidation of evolution behaviors of char combustion for various types of biomasses by reaction kinetic analysis
2024/11/21研究業績
渡邊宏満さんがベトナムで行われた12th Asian Conference on Biomass Scienceで発表しました！発表内容：Elucidation of mechanisms of biomass pyrolysis behaviors
2024/11/12研究業績
D2の鄭振傑さんが奈良で行われたThe Second Symposium on Carbon Ultimate Utilization Technologies for the Global Environment (CUUTE-2)に参加し、成果発表しました！発表内 容：Effect of temperature on degradation behaviors during CO2 and H2O gasification reactions of coke
2024/10/30研究業績
D2の鄭振傑さんが高松市で行われた第61回石炭科学会議に参加し、成果発表しました！発表内容：高温でのコークスのガス化反応過程における粉化挙動
2024/09/18研究業績
M2の長江隼介君が大阪で行われた日本鉄鋼協会第188回秋季講演大会に参加し、成果発表しました！発表内容：カルシウムフェライト系化合物による窒素酸化物の還元反応速度
2024/09/11研究業績
M2の伊藤典紘君が北海道で行われた化学工学会第55回秋季大会に参加し、成果発表しました！発表内容：木質バイオマスのCO2ガス化特性に及ぼすCO2濃度の影響
2024/09/11研究業績
M1の川辺昇君が北海道で行われた化学工学会第55回秋季大会に参加し、成果発表しました！発表内容：バイオマスガス化模擬ガスによる固体酸化物燃料電池の発電特性
2024/09/11研究業績
M2の尾上隼翔君が北海道で行われた化学工学会第55回秋季大会に参加し、成果発表しました！発表内容：産業廃棄物処理炉内における灰付着制御
2024/09/09研究業績
M1の新居大生君がつくば国際会議場で行われた第35回廃棄物資源循環学会研究発表会に参加し、成果発表しました！発表内容：産業廃棄物処理炉内における灰付着機構の解明とその制御
2024/09/08研究業績
義家先生が愛媛大学で行われた日本機械学会2024年度年次大会に参加し、成果発表しました！発表内容：廃棄物燃焼の窒素酸化物放出における排ガス循環の影響
2024/09/04研究業績
D2の鄭さんがChangsha(中国)で行われたThe 9th Asia Steel International Conference (Asia Steel 2024)に参加し、成果発表しました！発表内容：Degradation behaviors during CO2 and H2O gasification reactions of coke at different temperatures
2024/08/08研究業績
M2の加田航平君が福岡大学で行われた第32回日本エネルギー学会大会に参加し、成果発表しました！発表内容：廃プラスチックおよび木質バイオマスによる酸化鉄の還元挙動
2024/08/08研究業績
M2の向本舜君が福岡大学で行われた第32回日本エネルギー学会大会 に参加し、成果発表しました！発表内容：産業廃棄物によるエネルギーリカバリ時の灰溶融挙動および灰付着制御
2024/06/28研究室活動
王雨鑫さんが工学博士学位を授与されました！
2024/06/17研究業績
D2の松成祥平さんが京都で行われた日本機械学会第28回動力・エネルギー技術シンポジウムに参加し、成果発表しました！発表内容：速度解析論による多様なバイオマス粒子の揮発分放出挙動の解明
2024/03/13研究業績
植木先生が東京理科大学で行われた日本鉄鋼協会第187回春季講演大会に参加し、成果発表しました！発表内容：コークスの水蒸気ガス化反応における粉化挙動
2023/07/25研究室活動
成瀬研の引っ越し作業は無事に完了しました！
2020/03/06研究室活動
2020年度新B4研究室見学行いました。集合場所：機械学科実験棟1階107号室
2019/06/27研究業績
義家　亮　准教授が一般社団法人日本機械学会環境工学部門研究業績賞受賞
受賞テーマ：廃棄物焼却過程における有害排出物放出抑制
2017/06/15研究業績
論文"Investigation of fragmentation and coalescence behavior of ash particles in simulated coal combustion"がFuel Processing Technology誌に掲載されました！
2017/06/01研究業績
成瀬　一郎　教授が平成28年度日本エネルギー学会賞(学術部門)に受賞されました！
受賞テーマ：固体燃焼・ガス化過程における反応・環境汚染物質・灰成分の挙動解明に関する研究
2017/03/06~08研究業績
化学工学会第82年会にて発表しました！
L123 廃プラスチックスの水蒸気ガス化場におけるタールの生成・消滅挙動、(広大)○(正)布目陽子、(名大)(学)鈴木敏矢、(学)Nedjalkov Ivan、(正)植木保昭、(正)義家亮、(正)成瀬一郎
L303 廃棄物燃焼における初期熱分解ガスの発生挙動及び分析、(名大院工)○(正)義家亮、(学)井寺涼、(名大未来材料)(正)植木保昭、(正)成瀬一郎
2016/11/23~25研究業績
恩田雅臣、森下順風、渥美翔太が第54回燃焼シンポジウムにて発表しました！
"石炭の酸素吸着特性に及ぼす石炭性状の影響", 恩田雅臣、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
"微粉炭燃焼ボイラでの灰付着特性に関する混炭燃焼の影響", 森下順風、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
"石炭ガス化プロセスでの微量成分の粒径別濃度評価", 渥美翔太、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
2016/10/26~27研究業績
浅井良介、坂井田雅哉、松山達也が第53回石炭学会会議にて発表しました！
"流動層を用いた石炭のOxy-Fuel燃焼挙動の解明", 浅井良介、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
"排ガス中水銀の吸収機構の解明", 坂井田雅哉、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
"微粉炭燃焼過程における灰生成機構の解明", 松山達也、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
2016/09/06~08研究業績
酒井健吾、松永新平が第53回石炭学会会議にて発表しました！
"脱硝プロセスにおける脱硝触媒の劣化機構解明", 酒井健吾、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
"水蒸気ガス化による廃プラスチックスのサーマルリサイクル", 坂井田雅哉、植木保昭、義家亮、成瀬一郎、松永新平、植木保昭、義家亮、成瀬一郎
2016/08/04研究業績
論文（タイトル：廃棄物発電設備の灰付着と腐食に関する現状と課題）が日本エネルギー学会誌第95卷11号にて掲載されました！
2016/06/08研究業績
論文(Title: Products of High Temperature Gasification of ABS, PC and PE)が Journal of the Combustion Society of Japan誌に掲載されました！

私達について About us

5つの課題を軸として研究を展開しています！

01灰付着

一般産業廃棄物やバイオマスやなどを燃焼させるボイラでは、燃料中の灰分の一部が溶融または気化し伝熱管表面に付着することで、スラッギングやファウリングが発生します。これらはボイラの熱効率を低下させるだけでなく、補修期間の延長を招く要因となります。そこで本研究では、実機ボイラ内の反応環境を模擬可能なドロップチューブ電気炉（DTF: Drop Tube Furnace）を用い、伝熱管を模擬したテストピースへの灰付着実験を実施します。得られたテストピースを電子顕微鏡で観察し付着界面の物理的変化および元素組成の変化を分析するとともに、熱力学平衡計算に基づきその機構を解明します。さらに、CCSEM(Computer-Controlled Scanning Electron Microscopy)を用いて粒子群の画像処理による自動粒子認識を行い数万個レベルの灰粒子の元素組成を取得し、灰の凝集特性や付着粒子の選択性等を評価します。これらの結果に基づき、伝熱管表面の改質手法である溶射法を用いた灰付着抑制技術を提案します。
テーマの例：

  • 産業廃棄物によるエネルギーリカバリ時の灰付着制御に関する研究
  • バイオマス燃焼場における灰付着挙動

伝熱管に灰付着の写真 伝熱管に灰付着イメージ図
02燃焼挙動

固体燃料には石炭のほか、木質バイオマス、下水汚泥、廃棄物、ごみ固形化燃料(RDF)等があります。このような燃料から速やかにエネルギーを抽出する有効な手法の一つとして、直接燃焼による熱回収法が挙げられます。本研究では、安定でかつ低大気汚染物質の排出を抑制する次世代燃焼技術の開発を目指して幅広い範囲の燃料に対し燃焼性の評価を行います。具体的には、多種多様な木質バイオマスの燃焼実験を行い、揮発分放出とチャー燃焼過程それぞれに適用する反応モデルを選択し高精度にフィッティングすることによって実機燃焼炉における燃焼過程の予測および制御の実現を図ります。さらに、燃料に含有する元素と空気との燃焼により、様々な環境負荷物質が生成します。主な物質としては、窒素酸化物（NOx, N2O）、硫黄酸化物（SOx）、微粒子(PM)などが挙げられます。これらの生成量は、燃焼性状、燃焼条件、燃焼方式などに影響されます。本研究グループはそれらの生成メカニズムの理解と制御方法の確立を目指します。
テーマの例：

  • 多種バイオマス燃料の燃焼挙動の解明とそのモデル化に関する研究
  • バイオマス燃焼過程における微粒子・微量成分の生成挙動解明

03ガス化挙動

固体燃料のガス化とはに少量の空気を導入して部分燃焼させ、最終的にCO，H2と言った可燃性ガスへ変換する技術です。バイオマス資源はエネルギー密度が低いことや地域偏在性があるといった課題が存在しているので、比較的小規模でも効率よくエネルギーが取り出すことが可能なバイオマスガス化技術が重要になります。しかし、空気供給量を抑えることに伴い、ガス化炉内温度の局部的低下を招き、タール（CnHm）の生成が大きな課題となります。そこで、水蒸気添加によってタールの改質反応（CnHm + nH2O → nCO + (n+m/2)H2）を促進し、タール生成抑制が期待されます。一方で、バイオマスの熱分解後のチャーを用いた水素生産を目的としたバオマスチャーの水蒸気ガス化にも着目しています。具体的には、Gas Chromatography Mass Spectrometry(GC-MS)を用いたタール組成分布や Micro Gas Chromatograph (MICRO-GC) を用いた生成ガス分析を行います。
テーマの例：

  • バイオマスチャーの水蒸気ガス化
  • ゴムの水蒸気ガス化挙動およびタール・すすの生成挙動

04製鉄プロセス

日本国内の鉄鋼業の国内CO2排出総量は約12%を占めています。特に，焼結機，コークス炉，高炉からなる製銑工程は、製鉄所全体の約70%のCO2排出を占めています。これは、高炉内での鉄鉱石の還元や熱供給ならびに通過性を維持するため、現状はコークスを供給しているからです。一般にコークスの強度を確保するために粘結炭の配合率を高める必要がありますが、カーボンニュートラル社会に向けてその低減と代替となるブルーコークスの開発が急務となっています。粘結炭の一部をバイオマスチャーで代替し、バインダーを添加により高強度かつ高反応性を有するカーボンニュートラルなコークスの製造を試みます。さらに、焼結プロセスは製鉄所における最大のNOx排出源とされており、バイオマスチャーの連続供給による長時間運転が可能なNOx還元装置の開発にも注力しています。
テーマの例：

  • バイオマスタールを用いたカーボンニュートラルコークスの製造
  • カルシュウムフェライト系化合物を用いた新NOx還元装置の開発
  • コークスのガス化反応過程における粉化および灰粒子挙動に関する研究

05流動層

流動層は、流体中で固体粒子群が浮遊・運動する化学装置です。炉内に燃料と流動媒体（珪砂など）を充填し、底部から空気を供給して固体粒子を流動化させることで、燃料・酸素・熱を均一に混合でき、700～950℃の比較的低温でも安定した燃焼が可能となります。また、酸素と燃料の接触は固定層に比べて向上するため、燃焼率も高まります。そのため、低カロリー・高含水の都市ごみ（MSW）や下水汚泥などの燃焼にも広く適用されています。一方で、低温燃焼と炉内脱硫によりNOやSOxの生成は抑制されるものの、地球温暖化の原因物質であるN2Oの生成が増加することが新たな課題となっています。本研究グループでは、流動層を用いた廃棄物燃焼実験によりNOxの排出特性を把握したうえで、従来の気相反応に加えて気固反応も考考慮した素反応速度論解析に基づき、N2Oを含むNOxの生成・分解の機構の解明に取り組んでいます。
テーマの例：

  • 廃棄物燃焼過程のNOx生成挙動に及ぼすEGR効果
  • 流動層における乾燥下水汚泥燃焼に関する研究

まとめた研究動画はこちら

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