KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 80583351

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検索結果: 15件 / 研究者番号: 80583351

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1. 水熱分解反応と電気化学還元反応との協奏による木質バイオマスのナフサ化

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授
研究期間 (年度)	2023-06-30 – 2025-03-31交付
キーワード	バイオマス / 水熱反応 / 電気化学還元
研究開始時の研究の概要	本研究では、木質バイオマスの水熱分解反応に、電気化学還元を重畳させた、水熱電気化学反応プロセスを構築する。木質バイオマス分解物を脱酸素化し、化学品原料となる炭化水素に高効率に転換することが本研究の目的である。旧来、熱反応と電気化学反応は個別に議論・プロセス設計がなされてきたが、本研究で取り組む水熱電 ...

2. 水熱場の動的固体界面を利用したナノ材料表層制御による新材料・プロセスデザイン

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 教授
研究期間 (年度)	2022-04-01 – 2026-03-31交付
キーワード	超臨界流体 / ナノ触媒 / リサイクル / ナノ材料 / プロセス工学 / 触媒 / 資源循環
研究開始時の研究の概要	「ナノ触媒」の高活性結晶面は表面原子拡散により劣化しやすい。我々は、水熱環境中で促進される溶解―再析出現象を利用し、表面の原子を再配列させ触媒活性の高い結晶面を再生する手法を近年見出した。
研究実績の概要	本研究では、ナノ材料の露出結晶面の安定化序列を予測・制御する基盤を構築することで、様々な結晶面・組成を有するナノ触媒に対応する普遍的再生プロセス指針を確立することを目的とする。
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	学会発表 (6件うち国際学会 4件、招待講演 3件)

3. 超臨界水熱合成によるハイエントロピー・ナノセラミクス創成

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
審査区分	大区分D
研究機関	東北大学
研究代表者	阿尻雅文東北大学, 材料科学高等研究所, 教授
研究期間 (年度)	2021-07-05 – 2026-03-31交付
キーワード	ハイエントロピーナノセラミクス / 超臨界水熱合成 / 超微細粒子 / ナノサイズ効果 / 構造歪による機能発現 / 超臨界合成 / 超微細金属酸化物 / 粒径制御 / 格子歪 / ハイエントロピー / 放射光分析 / 非古典的核発生 / ナノ粒子 / ハイエントロピーセラミクス / ナノ粒子巨大歪 / 超臨界水熱法 / 放射光その場測定 / 触媒 / 有機無機ハイブリッドナノ粒子
研究開始時の研究の概要	従来、気・液・固相プロセスで行われてきた材料合成を超臨界相で行えば、新材料を創成できる。最近、超臨界相合成により、巨大歪・欠陥を有するナノ粒子（ハイエントロピー・ナノセラミクス）が生成し、その特異な構造により低温での電子・酸素イオン伝導性が3桁以上も大きい（超イオン伝導）ことが新たに見出された。機構 ...
研究実績の概要	超臨界水熱合成場で得られる微小有機修飾ナノ粒子の歪・欠陥の生成と消失に焦点を当ててナノ材料合成の研究を行った。反応時間とともに成長・再配列する過程を追跡するため、高速混合・急速冷却クエンチが可能な流通式装置を作製した。従来と比較してより短時間での高速クエンチを達成し、生成物の構造のミリ秒単位での変化 ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している
中間評価所見 (区分)	A-: 研究領域の設定目的に照らして、概ね期待どおりの進展が認められるが、一部に遅れが認められる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (8件うち査読あり 8件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件うち国際学会 13件、招待講演 9件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

4. 超臨界水熱合成法による巨大歪ナノ粒子合成機構の解明と新規物性発現

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	阿尻雅文東北大学, 材料科学高等研究所, 教授
研究期間 (年度)	2021-04-05 – 2022-03-31中途終了
キーワード	格子ひずみ / ナノサイズ効果 / 超臨界水熱合成 / 酸化セリウム / 有機修飾粒子 / ナノサイズ制御 / ナノセラミクス / 核生成・結晶成長 / ナノ粒子 / 歪み・欠陥 / 超イオン電導
研究開始時の研究の概要	本研究では、①超臨界法での巨大歪ナノ粒子の生成機構を明らかにし合成プロセス（歪制御）基盤を確立し、さらに、②電子・酸素イオン伝導性の発現機構について、原子観察技術、放射光、光電測定と計算科学とを融合させて原理解明を図る。これら結果は、新化学プロセス開発（低温廃熱を利用した改質水素製造、廃棄物ゼロCO ...
研究実績の概要	本研究課題は、ナノ粒子の格子ひずみに着目し、その歪がナノ粒子中にどのように生じ、機能に影響するかを評価することを目的としている。ナノサイズ化による歪誘起の原理と、格子歪による機能発現を研究するために、有機無機複合ナノ粒子の合成メカニズムについて検討を行った。今年度は、有機無機複合系における反応メカニ ...

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 (1件)

5. 低温プラスチック改質による革新的ケミカルリサイクルシステムの構築

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分64:環境保全対策およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2020-07-30 – 2024-03-31交付
キーワード	ケミカルリサイクル / 酸素ナノキャリア / 低温改質 / ナノ粒子触媒
研究開始時の研究の概要	300℃以下の低温条件でプラスチックのガス化が可能となれば、合成ガスからプラスチックを合成する過程で排出される低温廃熱が、プラスチックガス化プロセスに融通できるようになるため、化石資源の燃焼が不要なリサイクルシステムが実現できる。本研究では、プロセス技術開発と技術アセスメントを連動し、低温プラスチッ ...
研究実績の概要	低温条件でプラスチックの合成ガス化が可能となれば、合成ガスからプラスチックを合成する過程で排出される低温廃熱が、プラスチックガス化プロセスに融通できるようになるため、化石資源の燃焼が不要なリサイクルシステムが実現できる。本研究では、低温プラスチック分解プロセスを通じた革新的ゼロエミッションケミカルリ ...
現在までの達成度 (区分)	3: やや遅れている

この課題の研究成果物	学会発表 (2件うち国際学会 1件)

6. 低温未利用熱によるWaterSplitting

研究課題

研究種目	挑戦的研究(開拓)
審査区分	中区分27:化学工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	阿尻雅文東北大学, 材料科学高等研究所, 教授
研究期間 (年度)	2020-07-30 – 2024-03-31交付
キーワード	水の熱化学分解 / ケミカルループ / 水素製造 / 酸素キャリア / 低温廃熱 / Water-Splitting / 界面 / 未利用熱
研究開始時の研究の概要	本研究は、地熱エネルギーや産業からの低温未利用熱を利用したケミカルルーピングプロセスによる、水の熱分解水素および酸素生成を主目的とする。すでに見出された低温で4桁近くも大きな酸素移動現象は、高温超電導にも匹敵するインパクトの大きな発見である。この低温酸素移動発現の原理解明を行いつつ、超臨界法による巨 ...
研究実績の概要	本研究課題では、廃熱を利用した水素製造を目的に、ケミカルルーピングシステムを用いた水の熱化学分解プロセスの開発を行っている。本プロセスを可能にするのは、高活性酸素キャリアナノ粒子である。酸素キャリアを熱還元し、酸素を生成させ、一方で、還元された酸素キャリアを水により酸化し、水素を得る。本年度は、熱重 ...
現在までの達成度 (区分)	3: やや遅れている

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 4件) 学会発表 (9件うち国際学会 5件、招待講演 2件) 備考 (1件)

7. 超臨界フルイディックセラミクスによるサーマルマネージメント材料創製

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
研究分野	化工物性・移動操作・単位操作
研究機関	東北大学
研究代表者	阿尻雅文東北大学, 材料科学高等研究所, 教授
研究期間 (年度)	2016-05-31 – 2021-03-31完了
キーワード	フルイディックセラミックス / 超臨界水熱法 / 有機無機ハイブリッド / 分散凝集 / サーマルマネージメント / 高熱伝導材料 / 高濃度分散 / 表面有機修飾 / 有機無機ハイブリッドナノ粒子 / 微粒子形成操作 / 粉粒体操作 / 高分子成型加工 / 超臨界流体 / 薄膜・微粒子形成操作 / 高分子成形加工操作 / 粉流体操作 / 薄膜・微粒子形成操 / 高分子成形加工
研究成果の概要	本研究では、高熱伝導・絶縁材料に「流動性」を与えることで、複雑形状モジュール全体に注入できる高熱伝導材料を開発した。超臨界法による有機無機ハイブリッド材料合成とその分散・凝集制御により、流動性と高熱伝導性を両立する超高濃度フルイディックセラミクス創製に成功し、その設計に資する知見を取得した。この結果 ...
検証結果 (区分)	A
評価結果 (区分)	A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (34件うち国際共著 8件、査読あり 34件、オープンアクセス 22件) 学会発表 (45件うち国際学会 35件、招待講演 35件) 図書 (3件)

8. 炭素循環コプロダクション型水素製造システムの研究

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	持続可能システム
研究機関	東北大学
研究代表者	本間格東北大学, 多元物質科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	グラフェン / 水素製造 / コプロダクション / 水熱電解 / 超臨界流体 / 亜臨界水 / ナノカーボン / 脱炭素 / 水熱電気化学 / 電解合成 / 地球温暖化対策 / ダイヤモンド / システム工学 / 水素 / ナノチューブ・フラーレン / エネルギー全般 / 環境技術
研究成果の概要	本研究では水素と有価な機能性ナノ炭素材料を炭化水素原料から同時製造（コプロダクション）することにより炭素資源循環、高付加価値炭素の製造を行い水素の安価量産化を目的としている。アモルファスカーボンの堆積を抑えつつ、グラフェンのみを低温成長させるために、亜臨界水を溶媒に用いた水熱電解合成法を開発した。そ ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (17件うち国際共著 6件、査読あり 17件) 学会発表 (20件うち国際学会 7件、招待講演 4件) 図書 (6件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

9. 超臨界流体によるカルコゲナイドナノシートの層数・層間距離制御と電極特性向上

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	反応工学・プロセスシステム
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 多元物質科学研究所, 講師
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	超臨界流体 / ナノシート / 電極触媒 / 水素製造 / エネルギー / 反応工学 / ナノ材料
研究成果の概要	本研究では、層数制御、硫黄／セレン比制御が為されたカルコゲナイドナノシート触媒の超臨界流体を利用した量産化指針を構築することを目的とした。研究の結果、高密度領域の超臨界流体還元場を利用することで、触媒活性の高いエッジが露出した硫化セレン化モリブデンナノシート粒子の高速合成に成功し、さらに層数制御、硫 ...

この課題の研究成果物	学会発表 (4件うち国際学会 2件、招待講演 1件)

10. 結晶構造学的理解が拓く新しい有機電極活物質デザイン

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	構造・機能材料
研究機関	東北大学
研究代表者	本間格東北大学, 多元物質科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	電池 / 有機活物質 / 結晶成長 / キャパシタ / エネルギー / 結晶工学 / ナノ材料 / 有機結晶
研究成果の概要	本研究では、構造学的理解と制御に基づき、安価・大容量電池に資する有機系電極活物質の設計指針を構築することを目的とした。充放電中の有機電極の結晶構造のその場観察から、有機材料の結晶成長が有機電池のサイクル特性劣化の主要因となり得ることを明らかとした。また、この結晶成長の抑制には、電極－電解液界面制御が ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件うち国際学会 8件、招待講演 1件)

11. 超臨界流体プラズマを用いた二酸化炭素変換による光学機能性ナノグラフェン合成

研究課題

研究種目	若手研究(A)
研究分野	環境材料・リサイクル
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 多元物質科学研究所, 講師
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	超臨界流体 / プラズマ / グラフェン / 分離 / 分離操作 / エネルギー / ナノカーボン
研究成果の概要	本研究では、CO2の還元による再資源化を最終目的とし、超臨界流体とプラズマを併用したCO2からのナノカーボン量産プロセスの検討と、構造制御・分離されたグラフェンの量産システムの基盤科学・技術開発を行った。その結果、電界プラズマを利用したCO2からのグラファイト系ナノカーボンが合成可能であること、有望 ...

この課題の研究成果物	学会発表 (15件うち国際学会 3件、招待講演 4件)

12. 超臨界流体埋め込み成膜による三次元接合型化合物半導体太陽電池の真の実現と高効率化

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	反応工学・プロセスシステム
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 多元物質科学研究所, 講師
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2015-03-31完了
キーワード	超臨界流体 / 化合物半導体 / 太陽電池 / 化合物太陽電池
研究成果の概要	本研究ではまず、超臨界流体成膜法により、粒径25nmのTiO2粒子で構成された多孔質膜中に、均一にCu,In膜を成膜することを可能とした。さらに高い溶解性と還元力を有する超臨界エタノールを反応場として用いることで、従来の毒性の高いカルコゲン原料を代替する安全・安価な固体原料を用いたカルコゲン化反応プ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件うち招待講演 1件)

13. ナノグラフェン磁性流体を利用した革新的レアメタル磁気回収プロセス

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	リサイクル工学
研究機関	東北大学
研究代表者	本間格東北大学, 多元物質科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2014-03-31完了
キーワード	ナノグラフェン / 超臨界流体 / ジグザグエッジ / グラフェン / リサイクル / レアメタル / 磁性流体
研究概要	将来のレアメタル回収プロセスに資するグラフェン磁性流体の創製を最終目標とし、本研究では、磁性発現が提唱されるジグザグ端導入ナノグラフェンの効率的作製手法の開発を行った。ジグザグ端導入手法として知られるナノカッティング法を超臨界水環境下で進行させることで、触媒微粒子によるジグザグ端トレンチ形成（ナノカ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

14. 超臨界流体プラズマ電解法の開発

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	材料加工・処理
研究機関	東北大学
研究代表者	笘居高明東北大学, 多元物質科学研究所, 助教
研究期間 (年度)	2011 – 2012完了
キーワード	プラズマ処理 / レーザー加工,超臨界流体 / 超臨界流体 / プラズマ / 材料合成
研究概要	本研究では、平衡論から逸脱した物質合成が行える、非常に魅力的な反応場である超臨界流体プラズマの新規発生手法として、超臨界流体プラズマ電解法を開発した。フッ化物塩を溶解させた二酸化炭素+メタノール系導電性超臨界流体中と、超臨界二酸化炭素+水共存系中とにおいて、それぞれ電解プラズマ発生に成功した。特に、 ...

この課題の研究成果物	備考 (1件)

15. 超臨界流体プラズマ反応を用いた水素カーボンナノチューブのコプロダクションシステム

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	エネルギー学
研究機関	東北大学
研究代表者	本間格東北大学, 多元物質科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	ナノカーボン / 水素製造 / グラフェン / 亜臨界流体 / 電気分解 / 電気化学 / 電解合成 / 超臨界流体 / エネルギー効率化 / 資源開発工学 / 天然ガス / 水素 / ナノチューブ
研究成果の概要	本研究においては、水素と高付加価値ナノカーボンのコプロダクションを可能とする低温プロセス開発を目的とし、亜臨界流体を反応場とした電気化学的ナノカーボン合成プロセスの研究を行った。研究の結果、亜臨界水雰囲気における電気化学的還元反応を利用することで、酢酸から単層グラフェンと水素を同時合成することが可能 ...

この課題の研究成果物	学会発表 (4件うち国際学会 2件、招待講演 1件) 産業財産権 (1件)