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固体高分子電解膜を水電解・乾燥に応用した空気再生装置の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560762
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 航空宇宙工学
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

桜井 誠人  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部・未踏技術研究センター, 主任研究員 (80344258)

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 *注記
4,100千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 600千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード宇宙利用 / 有人宇宙 / ナノテク / 水電解 / 空気再生 / 二酸化炭素 / 水分解 / 二酸化炭素除去 / 燃料電池 / 乾燥機 / 閉鎖環境 / 月面基地
研究概要

宇宙船内で呼吸用の酸素を発生させるために水の電気分解を用いることが検討されている。しかしながら、水電解によって得られた酸素と水素は飽和蒸気圧の湿度を含むことが予想されそのままではキャビン内も導入する事が出来ず何らかの除湿操作が必要となる。そこで固体高分子電解質膜を利用した乾燥機を用いる事を発案した。この装置は空気中の水分を電気分解し除湿する物である。本技術は一般的に凝縮水の排水設備が不要な乾燥機の技術として汎用されることが予想される。
水分を選択的に透過させメタンガスを透過させにくいナフィオン膜の特性把握と、二酸化炭素還元のサバチエ反応で生成したメタンガスと高温水蒸気を膜構造体に導き、水蒸気のみを選択的に透過させ、水電解装置に水蒸気の状態で導く事を目指す。主成分であるメタンガス・水蒸気および未反応成分である水素ガス・二酸化炭素の混合成分から水蒸気のみを選択的に透過させる事が可能であるか検討した。

報告書

(4件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (8件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Air revitalization System aim to Establish Circulated Life Support System2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai
    • 雑誌名

      Proc. ISTS2008 2008-k-65

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Air Re-Vitalization System Development for Closed Ecological System2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Shoichi Yoshihara, Mitsuru Ohnishi
    • 雑誌名

      Proc. 37th COSPAR F41-0012-08

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 空気再生システムの研究2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人、小口美津夫、中山奈緒子、大西充、宇宿功史郎、戸田勧
    • 雑誌名

      第52回 宇宙科学技術連合講演会講演集 (CD)

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 循環型生命維持装置を目指した空気再生システムの研究 Air revitalization System aim to Establish Circulated Life Support System2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人
    • 雑誌名

      Proc. ISTS2008, June 1-8, 2008 Hamamatsu 2008-k-65

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 宇宙船内における空気再生2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人
    • 雑誌名

      クリーンテクノロジー 第18巻第11号

      ページ: 55-59

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Air Re-Vitalization System Development for Closed Ecological System2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Shoichi Yoshihara, Mitsuru Ohnishi
    • 雑誌名

      Proc. 37^<th> COSPAR, July 13-20, 2008 Montreal Canada F41-0012-08

      ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] 空気再生システムの研究2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人, 小口美津夫, 中山奈緒子, 大西充, 宇宿功史郎, 戸田勧
    • 雑誌名

      第52回 宇宙科学技術連合講演会講演集CD2008年11月5日〜11月7日淡路市 3I01

      ページ: 2227-2232

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Water Electrolysis Cell that are Free Liquid-Gas Separation System for Microgravity Conditions in order to Establish Circulated Life Support System2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Shoichi Yoshihara, Mitsuru Ohnishi
    • 雑誌名

      Proc. ISPS2007

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書 2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillatory Thermocapillary Convection in a Liquid Bridge Part 1-1g Experiments-2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Naoya Ohishi, Akira Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 308

      ページ: 352-359

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillatory Thermocapillary Convection in a Liquid Bridge Part 2-Dropshaft Experiment-2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Naoya Ohishi, Akira Hirata
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 308

      ページ: 360-365

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Air Re-Vitalization System Development for Lunar Base Habitation2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Shoichi Yoshihara, Mitsuru Ohnishi
    • 雑誌名

      Proc IAC

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Oscillatory Themlocapillary Convection in a Liquid Bridge Part 1-1g Experoments-2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Naoya Ohishi, Akira Hirata
    • 雑誌名

      Joumal of Crystal Growth 308

      ページ: 352-359

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillatory Thermocapillary Convection in a Liquid Bridge Part 2-DroP shaft Experiment-2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Naoya Ohishi, Akira Hirata
    • 雑誌名

      Joumal of Crystal Growth 308

      ページ: 360-365

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Air Re-Vitalization System Development for Lunar Base Habitation,2007

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Shoichi Yoshihara, Mitsuru Ohnishi
    • 雑誌名

      Proc IAC2007

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] The Status of Micro / Nano-Technology for Aerospace Application in Japan2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu MIYAZAWA, Masato SAKURAI
    • 雑誌名

      Proc. CANEUS 2006 S09(Unmanned space needs)

      ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Study of Air Re-vitalization System including Water Electrolysis for Microgravity2006

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Takeshi Hoshino, Shoichi Yoshihara, Katsunori Ohmori, Mitsuru Ohnish
    • 雑誌名

      Proc. Closed Life Support Systems Dev. for Human Survival under Extreme Conditions

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] The Status of Micro / Nano-Technology for Aerospace Application in Japan2006

    • 著者名/発表者名
      Yoshikaza MIYAZAWA, Masato SAKURAI
    • 雑誌名

      Proc. CANEUS 2006, S09 Unmanned space needs

      ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Study of Air Re-vitalizatio System including Water Electrolysis for Microgravity2006

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai, Mitsuo Oguchi, Takeshi Hoshino, Shoichi Yashihara, Katsunori Ohmori, Mitsuru Ohnish
    • 雑誌名

      Proc. Closed Life Support Systems Dev. for Human Survival under Extreme Conditions

      ページ: 15-15

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙船内における二酸化炭素還元による空気の再生2009

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人, 小口美津夫, 吉原正一, 中山奈緒子, 宇宿功史郎, 戸田勧
    • 学会等名
      化学工学会2008
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 月面有人探査を目指した微小重力科学の応用(空気再生)2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人、小口美津夫、中山奈緒子、吉原正一、宇宿功史郎、戸田勧
    • 学会等名
      JASMAC23
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-11-25
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 月面有人探査を目指した微小重力科学の応用(空気再生)2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人, 小口美津夫, 中山奈緒子, 吉原正一, 宇宿功史郎, 戸田勧
    • 学会等名
      JASMAC23
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2008-11-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Micro-Nano technologies related to Life Support Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai
    • 学会等名
      MEWS21
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2008-10-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 月面拠点を目指した閉鎖系における空気再生システムの研究2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2008 年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 月面拠点を目指した閉鎖系における空気再生システムの研究 Study of Air Re-vitalization System for Closed System Aimed to Moon foothold2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2008年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Micro - Nano technologies related to Life Support Systems2008

    • 著者名/発表者名
      Masato Sakurai
    • 学会等名
      MEWS21
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 宇宙船内における二酸化炭素還元による空気の再生2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人, 小口美津夫, 吉原正一, 中山奈緒子, 宇宿功史郎, 戸田勧
    • 学会等名
      化学工学会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] 宇宙船内における空気再生2008

    • 著者名/発表者名
      桜井誠人
    • 出版者
      クリーンテクノロジー
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ard.jaxa.jp/res/adtrg/innovativetech/e01.html

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ard.jaxa.jp/res/adtrg/innovativetech/e01.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 界面を有する二流体に発生する界面張力差対流による流体駆動方法2007

    • 発明者名
      桜井誠人、吉原正一、大西充
    • 権利者名
      山之内秀一郎
    • 取得年月日
      2007-08-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [産業財産権] 界面を有する二流体に発生する界面張力差対流による流体駆動方法2007

    • 発明者名
      桜井 誠人、吉原 正一、大西 充
    • 権利者名
      山之内 秀一郎
    • 取得年月日
      2007-08-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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