| 研究課題/領域番号 |
17K06818
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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 |
複合材料・表界面工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2019)
大阪大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
川人 洋介 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭技術開発プログラム), プログラム長 (70379105)
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| 研究分担者 |
川上 博士 三重大学, 工学研究科, 准教授 (00252338)
西本 浩司 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 准教授 (40501169)
Dino Wilson 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (60379146)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 溶接 / レーザ / 水中 / 水素 / 水素生成メカニズム / キーホール / 金属蒸気 / チタン / レーザ溶接 / メカニズム解明 / 第1原理計算 / 水素生成手法 / 溶融金属 / 第一原理計算 / エネルギー創生 / キーホール現象 / 水素生成 / 触媒 / 化学反応 / 地球科学 / 溶接・接合 / 環境技術 / 生産工学 |
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| 研究成果の概要 |
水素は、エネルギー供給源の多様化や環境負荷低減に資するエネルギー源で、水素生成は、人工光合成や燃料電池における重要な研究課題である。一方、溶接における水素は、鋼材の水素脆化や溶接部の水素割れを招く原因となる。我々は、水中レーザ溶接時に水素が生成されることを新たに発見した。本研究では、実験的・理論的に水中レーザ溶接時の水素生成機構を解明し、水素ガス生成に適正な元素と最適なプロセスの探求を通じて“水中で金属が溶融すると、どうして水素が生成するのか”を明らかにした。さらに、レーザ溶接というエネルギー消費と水素生成というエネルギー創生との両立ができるのかも検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素生成は今後の社会に必要とされる人工光合成や燃料電池等の分野で重要な研究課題である。一方、学術的な溶接分野における水素は、鋼材の水素脆化や溶接部の水素割れの原因となる元素で、水素の金属挙動や冶金的な影響等について継続的な基礎研究がなされている課題でもある。本研究成果は、新たに発見した水中レーザ溶接時の水素生成機構を解明し、水素生成に適正な元素と最適なプロセスの探求を通じて“水中で金属が溶融すると、どうして水素が生成するのか”を明らかにし、それと同時にレーザ溶接(エネルギー消費)と水素生成(エネルギー創生)との両立ができるのかも明らかにすることで、学術的・社会的に貢献する基礎研究成果である。
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