| 研究課題/領域番号 |
16H01795
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
持続可能システム
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
本間 格 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90181560)
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| 研究分担者 |
小林 弘明 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90804427)
笘居 高明 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (80583351)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2019年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2016年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
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| キーワード | グラフェン / 水素製造 / コプロダクション / 水熱電解 / 超臨界流体 / 亜臨界水 / ナノカーボン / 脱炭素 / 水熱電気化学 / 電解合成 / 地球温暖化対策 / ダイヤモンド / システム工学 / 水素 / ナノチューブ・フラーレン / エネルギー全般 / 環境技術 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では水素と有価な機能性ナノ炭素材料を炭化水素原料から同時製造（コプロダクション）することにより炭素資源循環、高付加価値炭素の製造を行い水素の安価量産化を目的としている。アモルファスカーボンの堆積を抑えつつ、グラフェンのみを低温成長させるために、亜臨界水を溶媒に用いた水熱電解合成法を開発した。その結果、常温常圧水中ではアモルファスカーボンのみが堆積したのに対し、３００℃程度の亜臨界水中で酢酸を電気分解することにより、白金表面にグラフェンが合成できることを世界で始めて見出し、新規合成法として電気分解（水熱電解）法の開発に成功した。コプロダクションによりグラフェンと水素の同時生成を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、高付加価値の炭素素材を水素と同時生産することにより結果的に水素製造のコストダウンを実現するところにシステム工学的に革新性がある。地球温暖化対策のキーテクノロジーである水素は低コスト化と量産化が課題であるが、これをコプロダクションというシステム的なアプローチで解決できれば、工学上の難問に対する素晴らしい解答であり、環境技術としてのイノベーションになることが期待できる。コプロダクションが実現すれば、ゼロエミッション燃料である水素燃料の格段の低コスト化、市場普及するに違いない。持続可能社会に貢献する強力なゼロエミッション技術の創成は、産業経済への広範な波及効果が予想できる。
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