| 研究課題/領域番号 |
17H01256
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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 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
田中 康規 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (90303263)
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| 研究分担者 |
石島 達夫 金沢大学, サステナブルエネルギー研究センター, 教授 (00324450)
瀬戸 章文 金沢大学, フロンティア工学系, 教授 (40344155)
上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (90213339)
中野 裕介 金沢大学, 電子情報通信学系, 助教 (60840668)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2017年度: 23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円)
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| キーワード | 熱プラズマ / ナノ粒子 / 量産化 / 2次元分光 / ナノワイヤ / 大量生成 / ２次元分光 |
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は，独自開発の「原料間歇同期投入＋変調熱プラズマ法」により，高純度金属ドープ酸化物ナノ粒子，次世代電池負極材に期待されるSi粒子/Siナノワイヤの大量生成法を開発することである。本研究では，熱プラズマへの電力変調度，変調波形，原料間歇投入位相，冷却ガス導入により超高温・高密度ラジカル場を時空間的に制御し，ナノ粒子生成への寄与を検討し，酸化物ナノ粒子の生成レート800 g/h@20kWを達成した。また2次元分光観測・ナノ材料の気相抽出等を駆使した実験とプラズマ熱流体数値解析から，原料蒸発とナノ材料生成過程の一部を明確化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本申請研究は独自開発した，「変調型誘導熱プラズマ」と「原料・反応ガスの同期間歇投入」を組み合わせ「機能性ナノ材料の大量生成法」を開発したものである。ナノ粒子大量生成法が確立できれば，電子材料，環境・エネルギーなどのナノテク分野において大きなインパクトを与える。熱プラズマナノ粒子生成法は高純度ナノ粒子生成可能の特長を有するが低効率であった。本法は，原料・反応ガスからのラジカル反応場と熱流場とを電磁場によりスマートに同時制御し，均一核生成・不均一凝縮過程を制御する，学術的にも新しいプロセスを提供するものである。本法は種々のナノ材料量産化に適用でき，社会的波及効果・意義は極めて大きい。
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