| 研究課題/領域番号 |
16K06839
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
化工物性・移動操作・単位操作
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
澤田 真一 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 先端機能材料研究部, 主幹研究員(定常) (70414571)
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| 研究分担者 |
前川 康成 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所, 副所長(定常) (30354939)
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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 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 逆電気透析発電 / 放射線グラフト法 / カチオン交換膜 / アニオン交換膜 / 膜抵抗 / 放射線グラフト重合 / イオン伝導 / 水透過 / 陽イオン交換膜 / 陰イオン交換膜 |
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| 研究成果の概要 |
放射線グラフト法によってカチオン交換膜(CEM)とアニオン交換膜(AEM)を作製し、それらを逆電気透析(RED)発電に適用した。フッ素樹脂基材膜へのガンマ線照射後、スチレンのグラフト重合とスルホン化でCEM、クロロメチルスチレンのグラフト重合と四級化でAEMを作製した。CEMとAEMの膜抵抗は、イオン交換容量と共に急激に低下した。最低抵抗のCEMとAEMを5枚ずつ用いてRED発電試験を行った。市販CEM・AEMを用いた場合よりも、優れた発電出力が得られた。放射線グラフトCEM・AEMがRED膜として有望であることを実証できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
逆電気透析発電は、海水と淡水から電気を生産する極めてクリーンな再生可能エネルギーである。これまで、RED発電の出力を上げるため、電気抵抗の低いカチオン交換膜(CEM)とアニオン交換膜(AEM)が模索されていた。本研究により、放射線グラフト重合法で作製した低抵抗のCEMとAEMを用いると、従来市販膜の場合と比べ、発電出力を大幅に向上できることがわかった。RED発電の産業実用化、ひいては再生可能エネルギーの普及に貢献し得る成果として、社会的な意義は大きい。
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