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水素ガス中イオウ及びハロゲン元素の迅速分析用高感度Heプラズマ分光システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K05915
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 分析化学
研究機関関西学院大学

研究代表者

千葉 光一  関西学院大学, 理工学部, 教授 (20281066)

研究分担者 岩井 貴弘  国立研究開発法人理化学研究所, 放射光科学研究センター, 研究員 (90756694)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード水素エネルギー / 水素燃料ガス / プラズマ分光分析 / イオウ / 高感度分析 / 品質管理 / プラズマ / 分光分析 / ハロゲン / ハロゲン元素
研究成果の概要

マイクロホローカソード放電プラズマを用いた発光分光分析装置の開発を行なった。本研究で開発した分析装置は,イオウを濃縮するための試料濃縮部,イオウを励起するためのプラズマ発光部,イオウの発光強度を測定する分光検出部から構成される。本実験装置に0.02から1.0 μLのイオウを導入して分析を行ない,高い定量性が得られることを確認した。また,イオウについて3.6 nLの検出下限値を達成し、0.004 ppmのイオウを含む水素ガス品質を0.9 Lのガス量で評価できることを示した。この結果は,本分析装置を用いることで,少量の水素ガスから品質評価を行なうことが可能であることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の地球温暖化などの環境問題の解決策として,使用時にCO2を排出せず多様な生成方法がある水素エネルギーが注目されている。しかし、水素エネルギーの普及までにはさまざまな課題がある。特に、燃料電池自動車用への水素ガスには、品質規格は厳しく制定されており,特に触媒毒であるイオウは総濃度が0.004 ppm以下と低く設定されている。従来行われてきたガスクロマトグラフィーによる分析では,イオウが化学形態毎に分離されるため,総イオウ濃度の測定は困難である。これに対し、本研究で開発した分析装置は簡便で高感度なイオウ不純物分析技術を提供するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Development and Evaluation of On-site Impurity Detection System for Hydrogen Fuel using High-Power Pulsed Microplasma,2019

    • 著者名/発表者名
      T. Iwai, S. Mifune, K. Ishida, S. Okada, C. Kurata, K. Matsuda, M. Morikawa, H. Miyahara, A. Okino and K. Chiba
    • 学会等名
      2019 European Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧プラズマによる水素燃料ガス中のイオウ不純物分析装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      御船星、岡田将太、岩井貴弘、岡林識起、松田敬子、森川正己、宮原秀一、沖野晃俊、千葉光一、
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧マイクロプラズマによる水素燃料ガス分析装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      御船星、岡田将太、倉田千聖、石田魁、岩井貴弘、松田敬子、森川正己、宮原秀一、沖野晃俊、千葉光一
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧マイクロプラズマによる水素燃料ガス分析装置の開発① ~イオウ不純物分析におけるプラズマ励起条件と電極の最適化~2019

    • 著者名/発表者名
      御船星、岡田将太、岩井貴弘、岡林識起、松田敬子、森川正己、宮原秀一、沖野晃俊、千葉光一
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会2019筑波セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧マイクロプラズマによる水素燃料ガス分析装置の開発② ~イオウ不純物におけるパルス電源と電極条件の最適化~2019

    • 著者名/発表者名
      岡田将太,御船星,吉田真優子,岩井貴弘,岡林識起,松田敬子,森川正巳,宮原秀一,沖野晃俊,千葉光一
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会2019筑波セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマを用いた新しい無機・有機分析装置の開発と高度化2018

    • 著者名/発表者名
      岩井貴弘,御船星,森大地,千葉光一
    • 学会等名
      日本分析化学会近畿支部創設65周年記念式典・講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧マイクロプラズマ分析法による高感度分析技術の開発-Heプラズマによる水素燃料ガス中の硫黄不純物分析-2018

    • 著者名/発表者名
      2.○御船星,岡田翔太,倉田千聖,石田魁,岩井貴弘,松田敬子,森川正己,宮原秀一, 沖野晃俊, 千葉光一
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧マイクロプラズマ分析法による高感度分析技術の開発  Heプラズマによる水素燃料ガス中のイオウ不純物分析-2018

    • 著者名/発表者名
      御船星, 岡田将太, 倉田千聖, 石田魁, 岩井貴弘, 松田敬子, 森川正己, 宮原秀一, 沖野晃俊, 千葉光一
    • 学会等名
      プラズマ分光分析研究会2018つくばセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Temperature Controllable High-Power Pulsed Microplasma Source and Its Applications for Agricultural Chemical Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      T. Iwai, S. Mifune, M. Aida, Y. Okamoto, S. Moriya, H. Miyahara, K. Chiba, A. Okino,
    • 学会等名
      2018 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry (2018. 1. 13, Amelia Island, Florida)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Highly Sensitive Detection System for Sulfur Compounds in Hydrogen Fuel using High-Power Pulsed Microplasma2017

    • 著者名/発表者名
      T. Iwai, S. Mifune, K. Matsuda, M. Morikawa, H. Miyahara, A. Okino, K. Chiba
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素燃料中硫黄不純物分析のためのプラズマ分光分析法の開発-高感度化に向けた試料濃縮法の検討-2017

    • 著者名/発表者名
      岩井貴弘, 御船星, 松田敬子, 宮原秀一, 森川正己, 沖野晃俊, 千葉光一
    • 学会等名
      日本分析化学会第77回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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