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検索結果: 29件 / 研究者番号: 60192803

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  • 1. 熱光化学反応による先進的水素生成技術の創製

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    審査区分 小区分19020:熱工学関連
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31交付
    キーワード メタン改質 / 熱輻射 / プラズモン誘起電荷分離 / メタサーフェス / 微小共振器
    研究開始時の研究の概要 メタンからの水素生成プロセスにおける大きな課題は代表的なメタン改質法である水蒸気改質やドライリフォーミングが大きな吸熱反応であるため高温反応プロセスが必要な点であり、反応プロセスの低温化は重要である。これに対し我々はメタン分子の振動準位に相当する波長において、波長選択的な熱輻射による照射加熱によって ...
    研究実績の概要 本研究はメタンを水素源として利用したC1化学による化成品生産基盤確立によるCO2原料利用化学プロセスの早急な構築を目指し、現状800℃~1000℃の高温反応プロセスが必要なメタンからの水素生成において、プロセス低温化を実現し得る反応促進技術に関するものである。これに対し我々はメタン分子の振動準位に相 ...
    現在までの達成度 (区分) 2: おおむね順調に進展している
  • 2. 熱輻射定在波によるプラズモン誘起電荷分離を用いたメタン改質水素生成反応促進

    研究課題

    研究種目

    挑戦的研究(萌芽)

    審査区分 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31完了
    キーワード プラズモン誘起電荷分離 / 微小共振器 / 熱輻射 / ドライリフォーミング / メタン改質 / 共振器 / 熱ふく射 / 水素生成 / 輻射共振器
    研究開始時の研究の概要 現在、大量に利用可能、安価、かつ製造過程でCO2排出増に繋がらない水素調達が必要とされており、従来のメタン改質プロセス低温化が課題である。我々は微小共振器構造を用いたメタン改質促進効果を確認してきたが詳細メカニズムについては明らかになっていなかった。本研究では熱輻射定在波によるプラズモン誘起電荷分離 ...
    研究成果の概要 本研究では、ドライリフォーミング反応のメカニズムを解明するため、TiO2-Pt界面と局在電場強度の変化を調査した。TiO2-Pt界面がある場合、H2とCOの生成量が増加し、界面の長さに比例した反応促進効果が観察された。また、赤外光照射により水素生成量がさらに増加することが確認された。これはプラズモン ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (2件 うち査読あり 1件、オープンアクセス 1件)   学会発表 (2件 うち国際学会 1件)
  • 3. ふく射スペクトル制御型熱ダイオードを用いた高効率ソーラー熱光起電力発電

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(A)

    研究分野 光工学・光量子科学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31完了
    キーワード 熱光起電力発電 / 熱輻射 / 太陽エネルギー / 熱ふく射 / スペクトル制御 / 熱ダイオード / フォトニック結晶 / エネルギー変換 / 熱光起電力 / 波長選択性熱放射 / マイクロキャビティ / 熱放射準単色化
    研究成果の概要 ソーラー熱光起電力発電は単接合セルで多接合セル並みの高効率発電が期待でき、蓄熱システムとの親和性が高いことから次世代太陽エネルギー変換技術として期待されている技術である。本研究の成果である熱輻射スペクトル制御に基づく熱ダイオード技術は入力した太陽光を非常に高い効率で光起電力セルまで導くための重要な技 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (25件 うち国際共著 2件、査読あり 22件、オープンアクセス 3件、謝辞記載あり 6件)   学会発表 (28件 うち国際学会 12件、招待講演 3件)   図書 (1件)
  • 4. 太陽光の準単色化によるレクテナソーラーセルの高効率化

    研究課題

    研究種目

    挑戦的萌芽研究

    研究分野 応用物理学一般
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31完了
    キーワード 太陽光 / トンネルダイオード / アンテナ / 熱ふく射 / レクテナ / ダイオード / 光レクテナ / 熱ふく射スペクトル制御
    研究成果の概要 電磁波のエネルギーを電力へ直接変換可能なレクテナシステムにおいてマイクロ波領域ではこれまでに90%以上の変換効率が実現されている。同様の原理で太陽光を直接変換するレクテナソーラーセルに関する研究が近年盛んに行われているが、未だ原理検証段階に留まっている。本研究ではレクテナを用いた太陽エネルギー変換技 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (34件 うち国際共著 1件、査読あり 30件、オープンアクセス 8件、謝辞記載あり 2件)   学会発表 (38件 うち国際学会 15件、招待講演 7件)
  • 5. ナノ空間ひずみ場制御による新規イオン伝導性固体の創製と燃料電池反応促進

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(A)

    研究分野 応用物理学一般
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授

    研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31完了
    キーワード ひずみ場制御 / μSOFC / 携帯型電子機器用電源 / 熱応力 / YSZ / ペロブスカイト型プロトン導電体 / マイクロSOFC / ひずみ場 / 応力 / BaZrO3 / in-situXAFS / プロトン導電体 / 薄膜 / 残留応力 / 物理的気相成長法 / 界面応力 / 酸素欠陥
    研究概要 ひずみ場によりイオン伝導性固体の導電特性が変化する現象を能動的に制御することで,携帯型電子機器用の電源として開発が進んでいるμSOFCの特性を向上させ,低温作動特性を付与することを目的とし,ひずみ場の制御手法とその影響の評価を行った。圧縮と引張両方向のひずみ場を導入したセルを評価した結果,引張性のひ ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (23件 うち査読あり 18件)   学会発表 (25件 うち招待講演 9件)
  • 6. ふく射の空洞量子効果による革新的水素製造機構の解明

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 熱工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    圓山 重直 東北大学, 流体科学研究所, 教授

    研究期間 (年度) 2009 – 2011完了
    キーワード マイクロ・ナノスケール伝熱 / ふく射 / 熱非平衡状態 / 水素製造 / 燃料電池
    研究概要 本研究は、高度に制御されたマイクロ構造体を作成し、空洞内ふく射と諸種のガス分子が熱力学的に非平衡状態で改質反応を起こさせることによって、高効率に水素を得るものである。精密なマイクロ構造体の作成をめざし、コロイド結晶鋳型法と酸化チタン浸潤法を比較し、コロイド結晶鋳型法によるセラミック構造体がもっとも構 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (12件 うち査読あり 12件)   学会発表 (21件)
  • 7. 量子共鳴効果による水素生成促進と改質機構の研究

    研究課題

    研究種目

    萌芽研究

    研究分野 応用光学・量子光工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2007 – 2008完了
    キーワード 表面・界面物性 / マイクロ・ナノデバイス / 先端機能デバイス / エネルギー / 反応・分離工学
    研究概要 炭化水素系の水蒸気改質による水素生成に関する検討を行うのに必要なパラメータとして考えられる、反応温度、炭化水素鎖長、炭化水素と水の物質量比、ガス流量、周期構造の周期や開口距離や深さ、周期構造体の材料について系統的に研究を行った。
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (2件 うち査読あり 2件)   学会発表 (5件)   図書 (1件)
  • 8. 低温動作型SOFCの開発を目指したセル薄膜化とその設計法に関する研究

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 機械材料・材料力学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    橋田 俊之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2006 – 2008完了
    キーワード 材料設計 / プロセス / 物性 / 評価 / 固体酸化物燃料電池 / 低温作動温度化 / 薄膜化 / ナノボア制御 / 特性評価システム / 機械的耐久性 / 電気的性能 / 設計法 / ナノポア制御
    研究概要 固体酸化物燃料電池(SOFC)の機械的信頼性を向上させることを目的として, スプレー法を用いた電解質の簡易な薄膜化法を開発するとともに, SOFC機器要素の小型パンチ試験法を用いた弾性率や破壊強度などの機械的特性評価法, ならびにAE法を併用したSOFC単セルの信頼性評価法の開発を行い, これらの知 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (22件 うち査読あり 18件)   学会発表 (20件)   備考 (1件)
  • 9. 表面回折光学系を用いた熱放射スペクトル制御

    研究課題

    研究種目

    萌芽研究

    研究分野 応用光学・量子光工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2004 – 2005完了
    キーワード 回折格子 / 熱放射 / 熱光起電力発電 / FDTD / マイクロマシニング
    研究概要 本研究では,高温物体の表面に波長と同程度の周期構造(回折格子)を形成することにより、熱放射スペクトルの制御を行い、熱光発電システムや化学反応プロセス等の高効率な熱利用システムを構築することを目的としている。昨年度の研究において、Maxwell方程式の厳密解を求めるシミュレーションコードにより、各シス ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (6件)
  • 10. 高温ナノイオニクスの新展開

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(C)

    研究分野 金属生産工学
    研究機関 東京大学
    研究代表者

    山口 周 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2004完了
    キーワード ナノイオニクス / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 燃料電池 / 触媒・化学プロセス
    研究概要 本研究は,ナノイオニクス現象を利用し,バルク体では達成できないはるかに高い性能を有するナノイオニクス固体ならびにナノイオニクス素子を開発するために必要となる学理の探求とこれを利用した新規な固体電気化学デバイスの開発を展開することを目的として,当該分野の研究をいくつかの研究グループからなる組織により急 ...
  • 11. ドライプロセスによる高速イオン伝導性ナノイオニクス電解質の創製

    研究課題

    研究種目

    特定領域研究

    審査区分 理工系
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2004 – 2008完了
    キーワード プロトン導電体 / リチウムイオン導電体 / 界面応力 / PLD 法 / 導電率エンハンスメント / ナノイオニクス / 固体イオニクス / PLD法 / 導電率エンハシスメント / PLD / 固体電解質薄膜 / BaZrO3
    研究概要 本研究はイオンが内部を伝導するする固体電解質においてしばしば観察される,ヘテロ界面の物質内への導入によるイオン導電率の向上(エンハンスメント)に着目し,その物性の解明,燃料電池やリチウムイオン電池等に用いられる固体電解質への応用を目的とした。研究を通してプロトン導電性固体酸化物やリチウムシリケート系 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (46件 うち査読あり 33件)   学会発表 (24件)   図書 (8件)
  • 12. 高温ナノイオニクスを基盤とするヘテロ界面制御フロンティア

    研究課題

    研究種目

    特定領域研究

    審査区分 理工系
    研究機関 東京大学
    研究代表者

    山口 周 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2004 – 2009完了
    キーワード ナノイオニクス / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 燃料電池 / 触媒・化学プロセス / 固体イオニクス / 空間電荷層 / ショットキー障壁 / 固体酸化物燃料電池 / NEMCA / 電極反応 / 混成電位 / NEMGA
    研究概要 (1)成果報告を取りまとめるための検討を研究代表者・研究分担者・協力者等の間で行った.また関連する研究テーマの各研究グループ間の議論を進めるために,電子メールベースの議論と本研究参加者のため議論内容のWeb公開を進め,議論の内容を共有した.これまでの領域内における様々な共同研究の実現や班会議等を通じ ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (41件 うち査読あり 22件)   学会発表 (27件)   図書 (5件)   備考 (4件)   産業財産権 (4件)
  • 13. 近接場光学効果によるスペクトル選択性コヒーレント熱放射

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(A)

    研究分野 熱工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2003 – 2005完了
    キーワード 近接場光学 / フォトニック結晶 / 回折格子 / 熱放射 / 熱光発電 / ナノテクノロジー / SNOM
    研究概要 本研究では、近接場熱放射のスペクトル特性を明らかにすることを目的とし、近接場熱放射計測装置を開発し、近接場熱放射の計測に成功した。本研究を通して得られた知見を以下に記す。 ...
    この課題の研究成果物 雑誌論文 (47件)   図書 (2件)   文献書誌 (3件)
  • 14. 量子共鳴効果による周期的表面ナノ構造からの熱放射スペクトル制御

    研究課題

    研究種目

    萌芽研究

    研究分野 熱工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2002 – 2003完了
    キーワード 回折格子 / 熱放射 / ナノ構造 / 熱光起電力発電 / 微細加工 / RCWA / 解析格子
    研究概要 我々は、熱光起電(Thermo-Photo-Voltaic : TPV)発電に関する研究を行っていく過程で、フォトニック結晶と類似の表面ナノ構造により熱放射スペクトルが制御できる可能性が有ることを見出した。本研究では、この量子共鳴効果を用いた熱放射スペックトル制御機能の発現原理の解明と、TPV以外の ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (7件)
  • 15. 導電率の高いプロトン伝導性酸化物薄膜の創成に関する研究

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(C)

    研究分野 無機材料・物性
    研究機関 千葉工業大学
    研究代表者

    山口 貞衛 千葉工業大学, 研究所, 教授

    研究期間 (年度) 2001 – 2002完了
    キーワード ペロブスカイト型酸化物 / プロトン伝導体 / プロトン伝導率 / 水素透過性金属膜 / 傾斜機能材料 / 燃料電池 / プロトン導電率
    研究概要 燃料電池は、ネルンストの式により、1.23V以上の起電力が発生しない。それ故に、高出力の燃料電池を得るには、取り出し電流の増加に伴う作動電圧損失を可能な限り軽減する必要がある。我々は、プロトン伝導性酸化物を電解質として中間温度で運転する燃料電池の場合には、電圧損失の原因中で電解質の電気抵抗によるもの ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (12件)
  • 16. 酸化性超臨界水環境における反応容器用材料の応力腐食割れ制御

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 材料加工・処理
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    渡辺 豊 (渡邉 豊) 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授

    研究期間 (年度) 2001 – 2003完了
    キーワード 超臨界水 / 腐食 / 応力腐食割れ / 誘電率 / ステンレス鋼 / ニッケル基合金 / 酸化皮膜 / 酸化 / 時効劣化 / 硫酸 / 酸化物 / 超臨海水 / 酸化剤 / 圧力効果
    研究概要 超臨界水による廃棄物酸化分解プロセスで想定される環境条件において、各種耐食合金の腐食形態および腐食速度を実測評価し、水の溶媒物性(誘電率)など超臨界水環境特有の腐食支配因子を世界に先駆けて明らかにした。超臨界水中での腐食速度は圧力に強く依存することを初めて具体的に明らかにするとともに、圧力の効果は水 ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (26件)
  • 17. 炭化水素ガスからの炭素析出と電気化学的燃焼のミクロ過程

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 触媒・化学プロセス
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    川田 達也 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教授

    研究期間 (年度) 2000 – 2001完了
    キーワード 顕微ラマン分光 / 炭素析出 / 固体酸化物燃料電池 / SOFC / 水蒸気改質 / ニッケル電極 / 白金電極 / 電極反応 / ラマン分光 / 改質反応 / 部分酸化反応 / 赤外分光 / 部分酸化
    研究概要 炭化水素燃料を利用する固体酸化物燃料電池の燃料電極での,炭素の析出および電気化学燃焼過程を調べる手法として,in-situ顕微ラマン分光法を適用することを試みた。 ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (13件)
  • 18. ナノ構造イオン伝導性人工格子における界面イオンダイナミクス

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 無機材料・物性
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 2000 – 2002完了
    キーワード 固体電解質 / イオン導電体 / ナノ構造 / 人工格子 / 微細加工 / イオンダイナミクス / レーザアブレーション / レーザーアブレーション
    研究概要 高温領域での高効率発電システムとして期待されている、固体電解質を用いた燃料電池(SOFC)が将来的に広い応用分野で使われるためには、イオン伝導性材料や電極材料の性能向上のための革新的ブレークスルーが必要である.本研究では,材料の機能性を決定する大きな要因である界面を,ナノスケールで周期的に有するイオ ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (41件)
  • 19. 太陽熱光起電力による高温輻射-電力直接変換システムの開発

    研究課題

    研究種目

    基盤研究(B)

    研究分野 熱工学
    研究機関 東北大学
    研究代表者

    湯上 浩雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 1999 – 2001完了
    キーワード 熱光起電発電 / 太陽電池 / 光電変換素子 / 太陽熱利用 / 集中太陽エネルギー / 選択放射 / 表面微細加工 / フォトニック結晶
    研究概要 本研究では、環境調和型の新しい発電方法として注目されている熱光起電(Thermo-Photo-Voltaic : TPV)技術について、特に一次エネルギーに再生可能な太陽エネルギーを用いたソーラーTPV(S-TPV)発電システムについて研究を行った。具体的には、我が国初のS-TPV実証実験更には実用 ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (27件)
  • 20. プロチウム誘起新機能

    研究課題

    研究種目

    特定領域研究(A)

    審査区分 理工系
    研究機関 九州大学
    研究代表者

    林 安徳 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授

    研究期間 (年度) 1998 – 2001完了
    キーワード プロチウム / 水素 / 透明導電体 / 酸化物 / 窒化物 / プロトン伝導 / 歪超格子 / 低次元構造体 / エネルギーバンド構造 / 光電気化学 / ヘリコンスパッタ / カソードルミネッセンス
    研究概要 各種材料中へのプロチウム導入により誘起される新しい機能発現を追求することを目的として研究を進めた。プロチウムは物質中に容易に侵入し、自由に移動し得るとともに、材料中の格子欠陥などと種々の相互作用を持つことに注目し、新しい機能の発現を追及した。金属酸化物や窒化物薄膜にプロチウムを導入することにより、光 ...
    この課題の研究成果物 文献書誌 (41件)
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