| Project/Area Number |
21K17918
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 64050:Sound material-cycle social systems-related
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
|
|---|
| Keywords | 自動車 / 電動化 / 軽量化 / 金属資源 / リサイクル / リユース / リマニュファクチャリング / マテリアルフロー分析 / アルミニウム / 特殊鋼合金 / 固体電解精製技術 / アップグレード / 電気自動車 / 省エネルギー / 展伸材 / 鋳造材 / リユース効果評価モデルの構築 / 軽量化素材 / リビルト |
|---|
| Outline of Research at the Start |
自動車の軽量化の進行に伴い高張力鋼板・アルミニウム・マグネシウム・炭素繊維強化プラスチックの使用比率が増えている。現状では、これら軽量化素材が循環する社会のシステムが確立されていない。本研究では、自動車軽量化による製品ライフサイクルの時間的遷移を通じて、複数の産業部門に跨る軽量化素材循環の変化を解明し、リユース・リビルトの導入や先端リサイクル技術の選択による素材の損失回避効果を定量的に検証する。これにより、日本の資源循環の把握や様々な再資源化方法の評価に指標を提供するとともに、国内で軽量化素材を高度に循環利用できる自動車リサイクルのあり方を探る為のエビデンスと政策の選択肢を与えると期待される。
|
| Outline of Final Research Achievements |
This research has investigated the changes in the circulatory pathways for metal resources associated with the global developments of vehicle electrification and light-weighting, as well as the impacts of technological and policy choices on mitigating resource loss to the environment. The key findings indicate that implementing reuse and remanufacturing in a recycling-centric resource circulation system can reduce the losses of steel, nickel, and cobalt to the environment in Japan by 2 to 5% after 50 years since the first year of production. Further, the newly developed solid-state electrolysis process for the upcycling of aluminium scrap is possible to produce aluminium with a purity of 99.9%, which is comparable to that of primary aluminium from aluminium scrap.This process has the potential to address the looming imbalance in global aluminium cycles due to the global shift to electric vehicles. With this technique, aluminium can be upgraded and utilized as primary aluminium.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発した動的なマテリアルフロー分析モデルは、リユースやリマニュファクチャリング、素材リサイクルによる多層な資源循環構造による日本の全産業部門における鋼及び合金元素の損失削減効果の評価、循環経済モデルに基づく国レベルでのリマニュファクチャリングの推進や異なる資源循環政策を検討する際の優先順位付けまたは組合せ最適化に利用できる。加えて、アルミニウムのサステナブルリサイクル新技術の開発により、アルミニウム再生時における質の低下を防ぎつつ、電気自動車や太陽光発電など低炭素技術を支える高純度アルミニウムの需要を満たし、持続可能なアルミニウム利用の実現に向けて一つの技術選択肢を提供した。
|
