| Project/Area Number |
19K21906
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 17:Earth and planetary science and related fields
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
Yamamoto Masahiro 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究開発プログラム), 研究員 (60435849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鹿島 裕之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究プログラム), 研究員 (70780914)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 電気化学 / 生命の起源 / 極限環境 / 高温高圧 / リアクター |
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| Outline of Research at the Start |
地球-生命相互作用の真の理解のためには深海・地殻内に代表される高圧・高温のような極限環境における地球化学・生化学反応の観察が必須である。近年、環境から発生する電気による電気化学的な反応の関与が示されており、高温・高圧下で電気化学を行える実験系の構築が求められている。高温高圧電気化学装置は既に一部の工学分野で利用されているが、複雑な反応系に対応できていない。本研究では、深海研究で培ってきた高温高圧実験技術を応用して二重構造式の新たな仕様の高温高圧電気化学リアクターの開発に挑戦し、既存の実験系では観察できなかった極限環境における様々な地球化学・生化学反応と電気化学反応の融合の再現と観察を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
We developed an electrochemical reactor which has nested structure. A H-type glass electrochemical cell including reaction mixture was enclosed in an aluminum pressure-resistant container. The container was filled with distilled water using a pump to provide the high pressure conditions. Risk of liquid leakage was low due to the robust structure of the container. High temperature conditions were provided by putting the container in an incubator. In this project, we demonstrated that electrochemical experiments can be performed under conditions up to 180 degree Celsius and 10 MPa. We observed the electro deposition process of silica in the high temperature and high pressure conditions. In the future, it is expected to be possible to cope with even higher temperature conditions, by replacing resin parts with metal or ceramic parts.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高温高圧電気化学反応は工業分野でのニーズが高いのみならず、自然界でも発生している現象であることが近年明らかになってきているため、基礎科学の分野でも注目されている。例えば、生命の起源の研究においても電気化学反応の重要性が指摘されており、特に高温高圧条件での電気化学反応試験を行える装置は各種再現実験のために非常に有用である。電気化学を高温高圧で制御するためには液漏れを抑えるために反応槽の構造を単純化しなければいけないという制約があったが、本課題で開発した二重構造式の反応槽を用いることで、この制約を克服した。今後様々な電気化学反応に応用できると期待される。
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