| 研究課題/領域番号 |
16K18357
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 東京農工大学 (2017-2019)
公益財団法人地球環境産業技術研究機構 (2016) |
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研究代表者 |
藤木 淳平 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20530190)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | カーボン / 水蒸気吸着 / 窒素官能基 / マイクロ波加熱 / 量子化学計算 / 吸着式ヒートポンプ / 階層細孔 / 排熱有効利用 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は、窒素含有カーボンの細孔特性および表面化学構造が水蒸気吸脱着特性に及ぼす影響を解明することで、高性能吸着ヒートポンプ・デシカント用カーボンの開発に繋がる知見を得ることを目的とした。検討の結果、窒素官能基を有するカーボン表面では、双極子相互作用および水素結合性相互作用により水分子の初期吸着が促進され、それに伴い水蒸気吸着等温線の立ち上がり相対圧が低圧側にシフトすることが示唆された。また、吸着相互作用エネルギーの計算結果より、水蒸気吸着に有効と考えられる窒素官能基種を特定した。更に、特定の賦活剤を利用することで、簡便かつ迅速に高性能な窒素含有カーボンが得られるマイクロ波賦活手法を見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究において、水蒸気吸着の分子論的解析を行い、窒素含有カーボン表面における水分子の吸着機構を明らかにし、更にマイクロ波加熱を用いた高水蒸気吸着窒素含有カーボンの作製手法を見出したことで、カーボンへの水蒸気吸着における表面官能基の役割についての基礎的知見が得られ、吸着式ヒートポンプなどの低温排熱有効利用技術の発展に寄与する知見が得られた。また、未だ利用用途が限られているバイオマスであるキトサンを原料とした機能性材料創成の可能性を示したことで、廃棄物有効利用の観点から持続可能社会実現への貢献も期待できる。
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