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塩素エネルギー変換を指向した新たな燃料電池システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18315
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 地球・資源システム工学
環境材料・リサイクル
研究機関旭川工業高等専門学校

研究代表者

小寺 史浩  旭川工業高等専門学校, 物質化学工学科, 准教授 (20634421)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード塩素 / 次亜塩素酸 / オキソ酸 / エネルギー変換 / 燃料電池 / フロー電池 / ナノカーボン / コアシェル / 電極材料 / 金属内包グラフェン / 環境資源 / 塩素化合物 / 電極触媒 / 新エネルギー / 塩素資源 / 環境技術 / 水循環
研究成果の概要

地球上に無尽蔵に存在する塩素およびその化合物に着目し、次亜塩素酸に代表される塩素のオキソ酸を活物質とする新たなエネルギー変換システムの開発を目的とした。燃料電池等のフロー電池によるエネルギー変換を目指し、塩素のオキソ酸の電極反応、塩素のオキソ酸の供給形態、電極材料について研究し、システムの主要素に関する新知見を見いだした。本研究により、塩素のオキソ酸の光効果、塩素のキャリア・貯蔵、コアシェル型ナノカーボンに対する電極活性など、さらなる電気化学エネルギー変換システムの開発にとって重要な知見が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

エネルギー源の多様化は、リスク分散の観点から社会的に重要な課題といえる。本研究では、塩素のオキソ酸を活物質とするフロー電池(燃料電池など)による新たなエネルギー変換システムの開発に取り組み、その可能性を見いだした。また、この一連の研究を通して、塩素のオキソ酸の光効果、塩素の固定および吸脱着、コアシェル型ナノカーボンにおける塩素のオキソ酸の電極反応など学術的に意味のある成果が得られた。

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

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ナノカーボンを用いる塩素資源の利活用2020

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩、原子藍花、齋藤史恵
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 4 ページ: 58-60

    • NAID

      40022290310

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Cover Picture: Electrochemical Detection of Free Chlorine Using Ni Metal Nanoparticles Combined with Multilayered Graphene Nanoshells (Electroanalysis 7/2019)2019

    • 著者名/発表者名
      Kodera Fumihiro、Saito Ryou、Ishikawa Hiroya、Miyakoshi Akihiko、Umeda Minoru
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: 31 号: 7

    • DOI

      10.1002/elan.201980701

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Electrochemical Detection of Free Chlorine using Ni Metal Nanoparticles Combined with Multilayered Graphene Nanoshells2019

    • 著者名/発表者名
      Kodera Fumihiro*、Saito Ryou、Ishikawa Hiroya、Miyakoshi Akihiko、Umeda Minoru
    • 雑誌名

      Electroanalysis

      巻: - 号: 7 ページ: 1245-1248

    • DOI

      10.1002/elan.201800326

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Examination of a Chlorine-based Electrolysis System for the Production of Valuable Chemicals2019

    • 著者名/発表者名
      Ren Sasaki、Shun Sato、Minoru Umeda、Fumihiro Kodera
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th STI-Gigaku 2019 (International Conference of "Science of Technology Innovation" 2019)

      巻: - ページ: 94-94

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrophoresis of Nanocarbon Particles with Metal@multilayered Graphene Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Aika Harako、Fumie Saito、Akihiko Miyakoshi、Minoru Umeda、Fumihiro Kodera
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th STI-Gigaku 2019 (International Conference of "Science of Technology Innovation" 2019)

      巻: - ページ: 93-93

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ波加熱を利用したメタン直接転換2019

    • 著者名/発表者名
      宮越昭彦, 小寺史浩
    • 雑誌名

      水素エネルギーシステム (HESS協会誌)

      巻: 44 ページ: 20-26

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigations into the Properties of New, Functional, Carbon Particles as electrode materials2018

    • 著者名/発表者名
      Narumi Yoshida, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda, Fumihiro Kodera*
    • 雑誌名

      Proceedings of the 3rd STI-Gigaku 2018(International Conference of "Science of Technology Innovation" 2018)

      巻: - ページ: 72-72

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of Advanced Methane-Utilization Technology with Microwave Heating2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishimaru, Mai Hasegawa, Narumi Yoshida, Hiroya Ishikawa, Fumihiro Kodera, Akihiko Miyakoshi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光合成にみるエネルギー資源としての塩素のポテンシャル2018

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2 ページ: 93-94

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Detection of Chlorine in a Non-aqueous Solution <i>via</i> Anodic Oxidation and a Photochemical Reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Shogo Nakagawa, Hajime Nishimura, Fumihiro Kodera
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 1 ページ: 1-4

    • DOI

      10.2116/analsci.34.1

    • NAID

      130006306707

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 酸素発生型光合成にみる塩素資源の可能性2018

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2 ページ: 42-43

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属内包カーボン微粒子における溶存塩素の電極反応2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤 史恵, 佐藤 舜, 吉田 生未, 宮越 昭彦, 梅田 実, 小寺 史浩
    • 学会等名
      電気化学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 分光および電気化学法による次亜塩素化合物の低熱分解評価2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤 舜, 齋藤 史恵, 小寺 史浩
    • 学会等名
      電気化学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 次亜塩素酸のカソード反応における炭素同素体の影響2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤史恵, 佐藤舜, 古崎睦, 宮越昭彦, 小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 次亜塩素酸カルシウムの低温分解残渣における結晶水の評価2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤舜, 齋藤史恵, 金山空斗, 古崎睦, 小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多結晶白金電極を用いるメタノール酸化反応 における次亜塩素酸の影響2020

    • 著者名/発表者名
      金山空斗, 齋藤史恵, 佐藤舜, 小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2020年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノカーボン粉粒体における次亜塩素酸の電極活性評価2019

    • 著者名/発表者名
      小寺史浩, 齋藤史恵, 佐藤舜
    • 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] 金属内包多層グラフェン微粒子の表面改質と電極特性(Ⅱ)2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤史恵, 佐藤舜, 吉田生未, 宮越昭彦, 梅田実, 小寺史浩
    • 学会等名
      2019年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 金属内包多層グラフェン微粒子の表面改質と電極特性2019

    • 著者名/発表者名
      吉田生未,宮越昭彦,梅田実,小寺史浩
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] FIB-SEMによるNi内包多層グラフェンの断面構造解析2019

    • 著者名/発表者名
      玉川裕大,吉田生未,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 白金多結晶上での塩素の陽極酸化における分光計測2019

    • 著者名/発表者名
      荒関康亮,山田千波,小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属内包多層グラフェン電極を用いたカソード電解反応2019

    • 著者名/発表者名
      三上葉月,田中夢乃,吉田生未,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2019年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学処理を施した金属内包多層グラフェンの電極性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉田生未,宮越昭彦,小寺史浩
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光化学反応を利用する塩素分子の電気化学的検出2018

    • 著者名/発表者名
      山田千波,荒関康亮,小寺史浩
    • 学会等名
      2018年日本化学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigations into the Properties of New, Functional, Carbon Particles as electrode materials2018

    • 著者名/発表者名
      Narumi Yoshida, Akihiko Miyakoshi, Minoru Umeda, Fumihiro Kodera
    • 学会等名
      3rd STI-Gigaku 2018(International Conference of "Science of Technology Innovation" 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属を内包した炭素粉粒体の化学的処理による影響2018

    • 著者名/発表者名
      吉田生未,宮越昭彦,梅田実,小寺史浩
    • 学会等名
      2018年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Advanced Methane-Utilization Technology with Microwave Heating2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishimaru, Mai Hasegawa, Narumi Yoshida, Hiroya Ishikawa, Fumihiro Kodera, Akihiko Miyakoshi
    • 学会等名
      The 8th Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology (TOCAT8)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンオニオン構造を有する金属-炭素粉粒体による酸素還元反応2018

    • 著者名/発表者名
      小寺 史浩、吉田 生未、長谷川舞、石丸裕也、梅田 実、宮越 昭彦
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波を利用するメタン直接分解反応(10)-炭素循環利用システムの構築と課題-2018

    • 著者名/発表者名
      長谷川舞, 石丸裕也, 近藤諒, 吉田生未, 佐々木慈生, 小寺史浩, 宮越昭彦
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2018年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属内包多層フラーレン電極の酸素還元反応における性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      吉田生未, 佐々木慈生, 長谷川舞, 上村涼輔, 石丸裕也, 宮越昭彦, 小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2018年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ波メタン分解により生じる機能性炭素粉粒体のモルフォロジー解析および電気化学的応用2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木慈生, 吉田生未, 長谷川舞, 石丸裕也, 宮越昭彦, 小寺史浩
    • 学会等名
      化学系学協会北海道支部2018年冬季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Innovative Process for Multi-dimensional Utilization of Methane with Microwave Heating2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroya Ishimaru, Mai Hasegawa, Narumi Yoshida, Minoru Umeda, Mitsuhiro Inoue, Hiroya Ishikawa, Ryo Saito, Shogo Nakagawa, Fumihiro Kodera, Akihiko Miyakoshi
    • 学会等名
      The 8th Japan-China Workshop on Environmental Catalysis
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ波加熱メタン分解反応による炭素の精製と応用2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川 舞, 石丸裕也, 吉田生未, 小寺史浩, 宮越昭彦
    • 学会等名
      第47回石油・石油化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 金属内包多層フラーレンによる酸素還元の電極活性評価2017

    • 著者名/発表者名
      吉田生未, 山田千波, 長谷川舞, 石丸裕也, 石川浩也, 宮越昭彦, 梅田実, 小寺史浩
    • 学会等名
      2017年電気化学秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] モルフォロジー解析による金属内包高次フラーレンの 電極性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木慈生, 吉田生未, 山田千波, 長谷川舞, 石丸裕也, 宮越昭彦, 小寺史浩
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2017年夏季研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/kodera

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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