| 研究課題/領域番号 |
18K04566
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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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| 審査区分 |
小区分24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
桜井 誠人 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (80344258)
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| 研究分担者 |
後藤 琢也 同志社大学, 理工学部, 教授 (60296754)
金久保 光央 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (70286764)
島 明日香 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (80570035)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 空気再生 / CO2電解 / イオン液体 / 炭素製造 / 生命維持技術 / 二酸化炭素電解 / 宇宙 |
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| 研究成果の概要 |
本研究ではイオン液体中のCO2の電気分解による炭素生成を利用して酸素を抽出し低温でCO2を電解する可能性を調査した。イオン液体をCO2ガスで飽和させるために、CO2ガスを1気圧でイオン液体に導入した。[DEME] [TFSI]と[BMIM] [BF4]の25:75 mol％の混合物中でのサイクリックボルタンメトリーの結果から、-0.5V以上の負電位で還元電流が観測された。電流は溶融物中のCO2の電気化学的還元に対応すると考えられた。－0.8V～－1.0Vの範囲で定電位電解を行い、得られた試料をSEMおよびEDSを用いて測定した。その結果－1.0Vで電気分解して得られた試料中に炭素が検出された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙船では資源が非常に限られており、呼吸に消費される酸素も再生が必要である。サバチエ反応（CO2+ 4H2→CH4 + 2H2O）を用いた空気再生プロセスでは呼吸に含まれるCO2からO2の約50％しか回収することができない。本研究ではイオン液体中のCO2の電気分解による炭素生成を利用して酸素を抽出し低温でCO2を電解する可能性を調査した。イオン液体は揮発性が極めて低いので、固体吸着剤と同様にガス分離と吸収液の再生が可能である。社会的意義としては温暖化ガスであるCO2をメタンという燃料に変換することによりCO2のリユースの方法となり得る。
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