| Project/Area Number |
20K21334
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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 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
Koga Hirotaka 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (30634539)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | セルロースナノファイバー / キチンナノファイバー / ナノポーラス構造 / 炭化 / 半炭化 / ナノカーボン / 光熱変換 / ヨウ素 / バイオナノファイバー / 3Dナノポーラスカーボン |
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| Outline of Research at the Start |
近年、再生可能な太陽光エネルギーを熱に変換して利用するための光熱変換材料に注目が集まっており、海水の淡水化や浄水に向けた水蒸発プロセス、熱電発電等への応用が活発化している。
本研究では、森と海のバイオナノファイバーを炭化して新規カーボン材料を創出し、その3Dナノ構造や分子構造を設計することで、太陽光の高効率熱変換に挑戦する。森と海の再生可能資源を駆使して、人類の重要課題である太陽光エネルギーの最大限活用に向けた新技術を開拓する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we investigated carbonization of wood-derived cellulose nanofibers and crab shell-derived chitin nanofibers to develop the 3D nanocarbons toward solar-thermal conversion, which has attracted much attention for absorbing solar light and converting it into thermal energy. As a result, we found that nanoscale porous structures derived from the layered nanofiber networks as well as highly defective carbon molecular structures derived from semi-carbonization are beneficial for solar-thermal conversion.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
近年、太陽光を熱エネルギーに変換して利用するための光熱変換材料に注目が集まっている。特にグラフェンやカーボンナノチューブのようなナノカーボン材料は、太陽光波長に適した幅広い光吸収帯を持つため有望視されている。しかし、光熱変換機能のさらなる向上が希求されている。本研究は、持続生産可能なバイオナノファイバーを原料に用いて新規ナノカーボンの調製・構造設計を行い、最先端ナノカーボンと比べても優れた光熱変換機能を達成したものである。再生可能な太陽光エネルギーの有効活用、および、持続生産可能なナノカーボン材料としてのさらなる機能開拓に繋がる意義の大きな研究成果と言える。
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