| 研究課題/領域番号 |
15H04206
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
曽根 理嗣 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (70373438)
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| 研究分担者 |
梅田 実 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20323066)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | 航空宇宙環境 / 閉鎖環境 / 生命維持 / 炭酸ガス利用 / 燃料電池 / 閉鎖環境制御 / 宇宙航空環境 / 生命維持技術 / 炭酸ガス還元 / エネルギー / 国際宇宙ステーション / 宇宙インフラ / 二酸化炭素排出削減 / 大気汚染防止・浄化 |
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| 研究成果の概要 |
有人宇宙活動の長期化や拠点化が進む中では炭酸ガス有効利用は重要である。今日、炭酸ガス還元にはサバチエ反応が用いられる（CO2+4H2→CH4+2H2O）。この反応はメタンと水を生じる。水は活用されるがメタンは廃棄される為、閉鎖系物質収支はマイナスとなる。
我々は炭酸ガスの酸化力と水素の還元力に着目し、両者の間で燃料電池を構築し、電力と炭酸ガス還元体の同時創出を試みた。特に白金とルテニウムや非貴金属系触媒を使用した場合に炭酸ガスの還元反応において高い電気化学活性が現れることが見いだされた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
炭酸ガスを水素により還元しメタンと水を生成する反応はサバチエ反応と呼ばれ、ドイツでは「Power to Gas」と呼ばれる環境保全技術として実証試験が進められている。この反応は一般には350℃を越える高温維持を必要とするため、多くの場合にはエネルギーを必要とする反応として機能し、メタンのような有用な燃料資源を再生できるにも関わらず実用化は進んでいない。
我々は、電気化学反応を用いることで、炭酸ガスの酸化力により水素を還元する燃料電池を可能とする画期的な手法を見出し、適切な触媒選定を進めてきた。本技術は、地球環境に負荷を与えている二酸化炭素を資源化できる画期的な技術として期待される。
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