電磁波活性化による燃料直接発電デバイスの基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 18550164
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 金子 正夫 茨城大学, 特任教授 (90109794)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,210千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 510千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 燃料電池 / 燃料直接発電 / 電磁波 / 光燃料電池 / バイオマス / 光分解 / モジュール / 廃棄物 / 増感分解 / 二酸化チタン多孔質膜光アノード / 酸素還元カソード / 電磁波による燃料の活性化 / アンモニア分析計 / アミノ酸光分解 / 有機化合物 / 二酸化チタン多孔質薄膜 / ナノ多孔質二酸化チタン / 酸素還元 / 光起電力 / 光電流

研究概要

超多孔質半導体薄膜を光電極とし, 対極に酸素還元用電極を用いた一種の光燃料電池を提案, 構築し, これによりバイオマスや有機物, またその廃棄物や廃液を太陽光により高効率で分解浄化することに成功した. 固体状の懸濁物も含めて分解浄化できる. 少規模ではあるが, 同時に直接電力を取り出せる. その後新たにバイオ光化学電池と名付けた. 大型化はほぼ問題なく, 近い将来太陽光による環境浄化及び発電システムとしての実用化が期待される.

研究成果

• [雑誌論文] バイオ光化学電池によるバイオマスの太陽光分解と直接発電 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫
  • 雑誌名: WEB Journal 90-2008 ページ: 27-30
• [雑誌論文] バイオマス由来燃料と社会的評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫
  • 雑誌名: 太陽エネルギー 34 ページ: 3-8
• [雑誌論文] バイオ光化学電池とその応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 根本純一, 金子正夫
  • 雑誌名: 機能材料 29 ページ: 52-59
• [雑誌論文] Direct electrical power generation from urine, wastes and biomass with simultaneous photodecomposition and cleaning (2007)
  • 著者名/発表者名: Masao Kaneko, Hirohito Ueno, Keita Ohnuki, Mizuki Horikawa, Rie Saito and Junichi Nemoto
  • 雑誌名: Biosensors and Bioelectronics 23 ページ: 140-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photodecomposition of Ammonia to Dinitrogen and Dihydrogen on Platinized TiO_2 Nanoparticles in an Aqueous Solution (2007)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Norihiko Gokan, Hirohito Ueno, Masao Kaneko
  • 雑誌名: J.Photochem. Photobiol 185 ページ: 295-300
• [雑誌論文] Biophotofuel Cell(BPFC)Generating Electrical Power Directly from Aqueous Solutions of Biomass and its Related Compounds while Photodecomposing and Cleaning (2007)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Mizuki Horikawa, Keita Ohnuki, Toshiyuki Shibata, Hirohito Ueno, Mikio Hoshino, Masao Kaneko
  • 雑誌名: J. Appl. Electrochem 37 ページ: 1039-1046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible Light Decomposition of Ammonia to N_2 with Ru(bpy)_3^<2+>ensitizer (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Nemoto
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 6 ページ: 77-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biophotofuel Cell (BPFC) Generating Electrical Power Directly from Aqueous Solutions of Biomass and its Related Compounds while Photodecomposing and Cleaning (2007)
  • 著者名/発表者名: J.Nemoto
  • 雑誌名: J.Appl. Electrochem. 37 ページ: 1039-1046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct electrical power generation from urine, wastes and biomass with simultaneous photodecomposition and cleaning (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Kaneko
  • 雑誌名: Biosensors and Bioelectronics 23 ページ: 140-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visible Light Decomposition of Ammonia to N_2 with Ru(bpy)_3^<2+> Sensitizer (2007)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Chihiro Harada, Yoshihito Takei, Naoto Katakura, Masao Kaneko
  • 雑誌名: Photochem. Photobiol. Sci. 6 ページ: 77-82
• [雑誌論文] Photodecomposition of Ammonia to Dinitrogen and Dihydrogen on Platinized TiO_2 Nanoparticules in an Aqueous Solution (2007)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Norihiko Gokan, Hirohito Ueno, Masao Kaneko
  • 雑誌名: J. Photochem. Photobiol. 185 ページ: 295-300
• [雑誌論文] Two-comparmtent Cell for Visible Light Decomposition of Water by Dye-sensitized Nanoparticle TiO_2 and Platinized WO_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Kanae Uno, Hirohito Ueno, Masao Kaneko
  • 雑誌名: J. Jap. Sol. Energy Soc 32 ページ: 39-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protoelectrochemical Reaction of Biomass and Bio-related Compounds with Nanoporous TiO_2 Film Photoanode and O_2-reducing Cathode (2006)
  • 著者名/発表者名: Masao Kaneko, Junichi Nemoto, Hirohito Ueno, Norihiko Gokan, Keita Ohnuki, Mizuki Horikawa, Rie Saito, Toshiyuki Shibata
  • 雑誌名: Electrochem. Commun 8 ページ: 336-340
• [雑誌論文] Two-comparmtent Cell for Visible Light Decomposition of Water by Dye-sensitized Nanoparticle TiO_2 and Platinized WO_3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Junichi Nemoto, Kanae Uno, Hirohito Ueno, Masao Kaneko
  • 雑誌名: J. Jap. Sol. Energy Soc. 32 ページ: 39-46
• [雑誌論文] バイオマスエネルギーとバイオ光燃料電池 (2006)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫
  • 雑誌名: ECO INDUSTRY 11 ページ: 32-39
• [雑誌論文] 持続可能エネルギーと光燃料電池(PFC) (2006)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫
  • 雑誌名: 燃料電池 6 ページ: 70-74
• [学会発表] バイオ光化学電池の光化学反応特性と応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫, 上野寛仁, 根本純一
  • 学会等名: 日本太陽エネルギー学会発表会
  • 発表場所: 鳥取
  • 年月日: 2008-11-06
• [学会発表] アミノ酸のバイオ光化学電池特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫
  • 学会等名: 日本化学会春季年会
  • 発表場所: 東京,立教大学
  • 年月日: 2008-03-27
• [図書] バイオ光化学電池 (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫, 根本純一
  • 総ページ数: 182
  • 出版者: 工業調査会
• [図書] Molecular Catalysis for Energy Conversion (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Okada, M.Kaneko(編著)
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: pringer-Verlag
• [図書] バイオ光化学電池-太陽光による資源エネルギー完全循環社会に向けて- (2008)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫, 根本純一
  • 総ページ数: 182
  • 出版者: 工業調査会
• [図書] Molecular Catalysts for Energy Conversion (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Okada, M. Kaneko, eds.
  • 総ページ数: 431
  • 出版者: Springer Verlag
• [図書] 持続可能エネルギー講座第1巻, 持続可能エネルギー総論金子正夫, 第1章"持続可能エネルギーの基礎", pp.1-8金子正夫, 田島石副, 第4章"光化学変換と有機太陽電池", pp.51-66田島石副, 金子正夫, 第9章"光触媒と環境浄化", pp.153-159 (2007)
  • 著者名/発表者名: 金子正夫編著
  • 総ページ数: 217
  • 出版者: 日本太陽エネルギー学会
• [備考] 日本経済新聞, 2007.2.2 "[光燃料電池]技術を開発"
• [備考] 日本経済新聞, 2007.2.2 "[光燃料電池]技術を開発"
• [備考] 日本経済新聞, 2007.2.14利根往来 "新エネ開発で社会貢献めざす"
• [備考] 朝日新聞, 2007.5.22 "光で糞尿処理, 同時に発電"
• [備考] ソーラ-システム, No.108号, 2007年, "バイオマス廃棄物を処理しながら発電できる光燃料電池"
• [備考] NHK/TV1.2007年5月23日, 18:10-19:00, 茨城デジタル放送2.2007年5月31日, 11:00-12:00, NHK総合第1, こんにちは一都六県3.2007年6月13日, 17:15-18:00, NHK総合第1, ゆうどきネットワ-ク
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [備考]
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [備考] 茨城大学研究者情報総覧
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm
• [産業財産権] バイオ光化学セル及びモジュール及び分析計及び教材とそれらの利用方法 (2008)
  • 発明者名: 藤井有起, 金子正夫, 根本純一, 上野寛仁
  • 権利者名: 茨城大学
  • 産業財産権番号: 2008-155451
  • 出願年月日: 2008-06-13
• [産業財産権] バイオ光化学セルとその利用方法 (2007)
  • 発明者名: 金子正夫
  • 権利者名: 茨城大学
  • 産業財産権番号: 2007-178425
  • 出願年月日: 2007-07-06