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Study on Energy Saving Hydrogen Isotope Separation with Catalyst controlled by in-situ observation

Research Project

Project/Area Number 17H03528
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Energy engineering
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Matsushima Hisayoshi  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30578026)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,270,000 (Direct Cost: ¥7,900,000、Indirect Cost: ¥2,370,000)
Keywords水素同位体分離 / 燃料電池 / 水電解 / 原子間力顕微鏡 / プローブ顕微鏡 / 省エネルギー / 走査プローブ顕微鏡 / 水素
Outline of Final Research Achievements

As a new hydrogen isotope separation method, a new system combining water electrolysis and fuel cell was studied.We have succeeded in observing gas evolution at the nano-scale by scanning probe microscope, which causes catalyst degradation during the gas evolution reaction. In the isotope separation study using deuterium, the relationship between the fuel (electrolysis) utilization and the isotope separation factor was clarified using a polymer electrolyte fuel cell and water electrolysis. As a result, it was found that the minimum power consumption to concentrate deuterium efficiently was found.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トリチウム等の水素同位体は、核融合炉燃料の原料や医療材料として重要である。さらに福島原発事故に関わる汚染水は、トリチウムの効果的な分離方法が見つからず、今でも汚染水処理の最大の懸案事項となっている。本研究は、その解決になり得る可能性を秘めている。この研究では、燃料電池を使ったエネルギー有効活用技術を利用し、さらに水素同位体分離という別の応用面に着目することで、非常に独創性ある付加価値の高い工業プロセスに着目している。本研究は「自然再生可能型水素エネルギーシステムの確立」と「汚染水の浄化処理」の両面に役立ち、地球を汚さず、きれいにするWクリーンエネルギーシステムとして社会貢献が可能である。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (10 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Warwick/Lancaster University(英国)

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  • [Int'l Joint Research] ランカスター大学(英国)

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      Matsushima Hisayoshi、Ogawa Ryota、Ueda Mikito
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy

      Volume: 44 Issue: 29 Pages: 15436-15440

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2019.04.074

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      Tanii Risako、Ogawa Ryota、Matsushima Hisayoshi、Ueda Mikito
    • Journal Title

      International Journal of Hydrogen Energy

      Volume: 44 Issue: 3 Pages: 1851-1856

    • DOI

      10.1016/j.ijhydene.2018.11.170

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    • Journal Title

      Journal of The Electrochemical Society

      Volume: 166

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    • Author(s)
      Yoshioka Taiki、Matsushima Hisayoshi、Ueda Mikito
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 302 Pages: 422-427

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2019.02.044

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      Ogawa Ryota、Tanii Risako、Dawson Richard、Matsushima Hisayoshi、Ueda Mikito
    • Journal Title

      Energy

      Volume: 149 Pages: 98-104

    • DOI

      10.1016/j.energy.2018.02.014

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      吉岡大騎,松島永佳,上田幹人
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      表面技術協会第137回講演大会
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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