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アゾベンゼン修飾膜の光照射水透過・海水淡水化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H03002
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

藤原 正浩  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (90357921)

研究分担者 松川 真吾  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (30293096)
金久保 光央  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (70286764)
増田 善雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究部門付 (10358004)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワード海水淡水化 / 太陽光 / 色素 / アゾベンゼン / 疎水性膜 / 膜透過 / 太陽光エネルギー / 膜分離 / 水浄化 / 親水性膜 / 膜蒸留 / 再生可能エネルギー / 太陽光利用 / 光異性化
研究成果の概要

色素を修飾した疎水性膜上に人工海水を展開し上方より疑似太陽光を照射すると、膜下部に水が透過した。この透過水は電気伝導度測定より脱塩・淡水化されたことがわかった。疎水性膜に修飾する色素としては、近赤外線を含めた地表の太陽光のほとんどを吸収できるソルベントブラック5が有効であり、この色素を修飾した膜が最も多くの脱塩された淡水を製造することができた。また、疎水性膜の上にソルベントブラック5を修飾した親水性膜を重ねる二重膜法では、さらに多くの海水を淡水化することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の世界的な水不足問題に対し、海水淡水化技術は有効な対策であり、一部技術は実用化されている。しかしながら、これら従来技術の多くは化石燃料をエネルギー源として用いているため、地球温暖化を促し、更なる水不足問題を生む可能性がある。今回の研究成果は、太陽光を直接利用した簡便な海水淡水化が可能であることを示し、地球温暖化をもたらさない持続可能な技術によって地球規模での水不足問題が解決できることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 産業財産権 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Seawater Desalination with Light Energy Incorporating Artificial Transpiration Stream Using Gas Injection Tube2019

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Tomita Kisho、Kikuchi Masaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 92 号: 6 ページ: 1024-1031

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180395

    • NAID

      130007663613

    • ISSN
      0009-2673, 1348-0634
    • 年月日
      2019-06-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 太陽光エネルギーの多様な利用―二酸化炭素再資源化と海水淡水化―2018

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 雑誌名

      環境技術

      巻: 48 ページ: 255-259

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Solar desalination of seawater using double-dye-modified PTFE membrane2017

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Kikuchi Masaki
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 127 ページ: 96-103

    • DOI

      10.1016/j.watres.2017.10.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メソポーラスシリカを用いた光応答性ドラッグデリバリー2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 45 ページ: 691-695

    • NAID

      130007957343

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water desalination using visible light by disperse red 1 modified PTFE membrane2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujiwara
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 404 ページ: 79-86

    • DOI

      10.1016/j.desal.2016.11.001

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 色素修飾膜を用いた太陽光利用海水淡水化技術の実用化に向けた検討2019

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩、菊地正希、富田貴匠
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Water Purification and Desalination Using Light Energy2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Kikuchi Masaki、Tomita Kisho
    • 学会等名
      World Water Congress & Exhibition 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 色素修飾膜を用いた膜透過水浄化法の性能比較と改良2018

    • 著者名/発表者名
      菊地正希、富田貴匠、藤原正浩
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蒸散流を利用した光エネルギーによる水浄化・海水淡水化2018

    • 著者名/発表者名
      富田貴匠、菊地正希、藤原正浩
    • 学会等名
      第67回高分子討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Water Purification by Solar Energy2018

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Masahiro、Kikuchi Masaki、Tomita Kisho
    • 学会等名
      14th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Seawater Desalination by Solar Assisted Membrane Permeation with Dye-Modified Membranes2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Masaki、Tomita Kisho、Fujiwara Masahiro
    • 学会等名
      14th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water Purification and Seawater Desalination with Transpiration Stream Induced by Light Irradiation2018

    • 著者名/発表者名
      Tomita Kisho、Kikuchi Masaki、Fujiwara Masahiro
    • 学会等名
      14th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 色素修飾膜を用いた太陽光利用による海水淡水化法の改良2018

    • 著者名/発表者名
      菊地正希、富田貴匠、藤原正浩
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光照射で誘起される蒸散流を利用した水浄化・海水淡水化2018

    • 著者名/発表者名
      富田貴匠、菊地正希、藤原正浩
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 太陽光を用いたエネルギーフリー簡便水浄化技術2018

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 学会等名
      アグリビジネスフェアin北海道
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 色素修飾疎水性膜を用いた太陽光による海水淡水化2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス (横浜市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 色素修飾疎水性膜を用いた光照射による海水淡水化2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩、菊地正希
    • 学会等名
      第66回高分子学会年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 太陽光を利用した膜透過による水処理・水浄化技術2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩、後藤浩平
    • 学会等名
      「知」の集積と活用の場 産学官連携協議会ポスターセッション/講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Seawater Desalination with Dyes Modified Membranes using Sunlight2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 学会等名
      13th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XIII)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 色素修飾疎水性膜による太陽光利用海水淡水化2017

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩、菊地正希
    • 学会等名
      第26回ポリマー材料フォーラム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光を用いたアゾベンゼン修飾膜による水処理・海水淡水化2016

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 学会等名
      第54回高分子と水に関する討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都、目黒区)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Photo Induced Water Purification and Desalination by Azobenzene Modified Membranes2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujiwara
    • 学会等名
      12th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-XII)
    • 発表場所
      湖南農業大学(長沙市、中国)
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Water Purification and Desalination using Azobenzene Modified Membrane with Photo Irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fujiwara
    • 学会等名
      10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)
    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム(奈良市)
    • 年月日
      2016-07-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アゾベンゼン修飾膜を用いた太陽光利用水浄化・海水淡水化2016

    • 著者名/発表者名
      藤原正浩
    • 学会等名
      第5回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル神戸(神戸市)
    • 年月日
      2016-06-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 光照射による水溶液の膜分離方法2017

    • 発明者名
      藤原正浩
    • 権利者名
      藤原正浩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-195293
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 光照射による水溶液の膜分離方法2016

    • 発明者名
      藤原正浩
    • 権利者名
      藤原正浩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-144076
    • 出願年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 光照射による水溶液の膜分離方法2016

    • 発明者名
      藤原正浩
    • 権利者名
      藤原正浩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-237809
    • 出願年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 10th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS10)2016

    • 発表場所
      奈良春日野国際フォーラム(奈良市)
    • 年月日
      2016-07-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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