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キセノンアークイメージ炉と紫外ラマン散乱による水素エネルギー社会の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18K04704
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関山口大学

研究代表者

藤森 宏高  山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00301309)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードアークイメージ炉 / 超高温 / ラマン / 光触媒
研究成果の概要

水素エネルギー社会の実現に一歩でも近づくために、以下の研究を行った。(1)酸素原子に敏感な中性子回折およびラマン散乱により、光触媒活性と格子歪みの関係を裏付ける実験的なデータを得た。(2)炭酸ガス排出量ゼロを目指し、太陽光を用いた光触媒の合成の可能性を探った。(3)研究室に現有のアークイメージ炉を用いて、水素タービンに用いられる物質の開発を目指し、3000℃までの超高温域での融点、凝固点評価を行った。更に超高温域での材料の劣化機構の解明を行うために、熱輻射の影響を軽減して測定が行える紫外レーザーを用いたラマン散乱装置を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

太陽光を利用した光触媒による水分解を用いた水素製造は、重要なエネルギー・環境問題の解決策の一つである。可視光応答型や紫外域で量子収率の高い光触媒が次々に報告されているが、(1)触媒活性能を結晶構造の観点から研究している研究例は数少ないため、この知見を得ることは学術的に意義深い。また(2)光触媒は化石燃料を用いて発電した電力を用いて合成されているのが現状であり、そのプロセスでは炭酸ガス排出量を増加させてしまう。そのため、それを太陽光で合成できれば環境問題の観点から考え社会的意義は大きい。(3)2000℃以上の超高温に達する水素タービンを構成する材料の超高温域における評価は実用上不可欠である。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (25件) (うち国際学会 8件、 招待講演 5件)

  • [学会発表] 低周波領域 高温その場測定用紫外ラマン分光システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高
    • 学会等名
      第21回MRS-J山口大学支部 研究発表会、オンライン開催(山口大学工学部)、講演番号 9
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ラマン散乱によるLaCrO3の相転移のその場観察2021

    • 著者名/発表者名
      島袋起徳、藤森宏高、田中沙樹
    • 学会等名
      第21回MRS-J山口大学支部 研究発表会、オンライン開催(山口大学工学部)、講演番号 10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Keynote Forum: Ultraviolet Raman Spectroscopic System for in Situ Measurements at High Temperatures in the Region of Low Frequency2021

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori
    • 学会等名
      Webinar on Materials Science and Nanotechnology (iMAT Virtual-2021, Phronesis), Phronesis LLC, Malvern, PA , USA, p. 12
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アークイメージ炉と放射温度計を用いた超高温域における凝固点測定と状態図 (1) CaO-MgO系2020

    • 著者名/発表者名
      早川光、藤森宏高
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第33回秋季シンポジウム、オンライン開催(北海道大学)、講演番号 2D13
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アークイメージ炉と放射温度計を用いた超高温域における凝固点測定と状態図 (2) CaO-GdO1.5系2020

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高、中原佑輔
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第33回秋季シンポジウム、オンライン開催(北海道大学)、講演番号 2D14
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アークイメージ炉と放射温度計を用いた超高温域における凝固点測定~CaO-MgO 系を例に2020

    • 著者名/発表者名
      早川光、藤森宏高
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・2020年度秋季研究発表会、オンライン(佐賀大学、九州工業大学)、p. 34(講演番号B14)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アークイメージ炉と放射温度計を用いた超高温域における CaO リッチ側の SiO2-CaO 系の凝固点測定と状態図2020

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高、成定柊都
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・2020年度秋季研究発表会、オンライン(佐賀大学、九州工業大学)、p. 37(講演番号B17)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 水酸アパタイトのキレートゲル法による合成と元素置換に伴う高温領域での特性変化2020

    • 著者名/発表者名
      熊谷崇、藤森宏高
    • 学会等名
      第20回MRS-J山口大学支部 研究発表会、山口大学工学部、#10(2ページ)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] H2O分解反応に高活性を示すNa+-SrTiO3光触媒におけるNaイオンドープ效果2020

    • 著者名/発表者名
      姜君哲、藤森宏高、酒多喜久、山方啓
    • 学会等名
      第20回MRS-J山口大学支部 研究発表会、山口大学工学部、#14(2ページ)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波領域 高温その場測定用紫外ラマン分光システムの開発:(1)装置概要2019

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・2019年度秋季研究発表会・九州環境セラミックス討論会、九州大学筑紫キャンパス、p. 23(講演番号A16)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波領域 高温その場測定用紫外ラマン分光システムの開発: (2)測定例2019

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・2019年度秋季研究発表会・九州環境セラミックス討論会、九州大学筑紫キャンパス、p. 24(講演番号A17)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Improvement of the Photocatalytic Property of BaTi4O9 to the Overall H2O Splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Hiramachi, Hirotaka Fujimori, Masaaki Yoshida, Akira Yamakata, Yoshihisa Sakata
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Congress on Catalysis (APCAT-8), Centara Grand & Bangkok Convention Centre at CentralWorld, Bangkok, Thailand, p. 540 (P-EF-024)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of high active SrTiO3 to photocatalytic overall H2O splitting2019

    • 著者名/発表者名
      Junzhe Jiang, Hirotaka Fujimori, Masaaki Yoshida, Akira Yamakata, Yoshihisa Sakata
    • 学会等名
      The 8th Asia Pacific Congress on Catalysis (APCAT-8), Centara Grand & Bangkok Convention Centre at CentralWorld, Bangkok, Thailand, p. 541-542 (P-EF-025)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Chemistry Study on Strontium Tantalate Photocatalysts for Their WaterSplitting Properties: (1) Synchrotron X-ray Diffraction and Neutron Diffraction2019

    • 著者名/発表者名
      Ippei Kawanishi, Hirotaka Fujimori, Masatomo Yashima
    • 学会等名
      AAAFM (American Association for Advances in Functional Materials)-UCLA (University of California Los Angels) 2019, University of California Los Angels, Los Angels, USA, p. 214
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Chemistry Study on Strontium Tantalate Photocatalysts for Their WaterSplitting Properties: (2) High-Temperature Ultraviolet Raman Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori, Ippei Kawanishi, Nobuhiro Matsushita
    • 学会等名
      AAAFM (American Association for Advances in Functional Materials)-UCLA (University of California Los Angels) 2019, University of California Los Angels, Los Angels, USA, p. 213
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultraviolet Raman Spectroscopic System for in situ Measurements at High Temperatures in the Region of Low Frequency2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori
    • 学会等名
      Research Seminar in Department of Metallurgical and Materials Engineering at MNIT Jaipur, Malaviya National Institute of Technology (MNIT) Jaipur, Jaipur, Rajasthan, India
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultraviolet Raman Spectroscopic System for in situ Measurements at High Temperatures in the Region of Low Frequency2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori
    • 学会等名
      Technical Lecture in CSIR-Central Glass & Ceramic Research Institute, CSIR-Central Glass and Ceramic Research Institute (CGCRI), Kolkata, West Bengal,India
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 低周波領域 高温その場測定用紫外ラマン分光システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高、清水良佑
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第31回秋季シンポジウム、名古屋工業大学、Abs. DVD #1J04
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ストロンチウムタンタレート光触媒の水分解特性に関する構造化学的研究:(1)放射光X線回折、中性子回折2018

    • 著者名/発表者名
      川西一平、藤森宏高、八島正知
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・平成30年度秋季研究発表会、熊本市国際交流会館、p. 58-59(講演番号B11)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ストロンチウムタンタレート光触媒の水分解特性に関する構造化学的研究:(2)高温紫外ラマン分光2018

    • 著者名/発表者名
      川西一平、藤森宏高、松下伸広
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部・平成30年度秋季研究発表会、熊本市国際交流会館、p. 60-61(講演番号B12)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低周波領域 高温その場測定用紫外ラマン分光システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高
    • 学会等名
      第24回日本アパタイト研究会-バイオミネラル研究の最先端-、沖縄県立美術館・博物館、p. 41
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Chemistry Study on Strontium Tantalate Photocatalysts for Their Water-Splitting Properties: (1) Synchrotron X-ray Diffraction and Neutron Diffraction2018

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高、川西一平、八島正知
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会、北九州国際会議場・西日本総合展示場、CD-ROM #B3-O19-002
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Chemistry Study on Strontium Tantalate Photocatalysts for Their Water-Splitting Properties: (2) High-Temperature Ultraviolet Raman Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      藤森宏高、川西一平、松下伸広
    • 学会等名
      第28回日本MRS年次大会、北九州国際会議場・西日本総合展示場、CD-ROM #B3-O19-003
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Keynote Talk: Ultraviolet Raman Spectroscopic System for in situ Measurements in the Region of Low Frequency at High Temperatures2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori
    • 学会等名
      The 2018 International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR 2018), The Asia Pacific Society for Materials Research (APSMR), Sun Moon Lake Teachers' Hostel, Sun Moon Lake, Taiwan, #3-7
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plenary Forum: Ultraviolet Raman Spectroscopic System for in situ Measurements at High Temperatures in the Region of Low Frequency2018

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Fujimori
    • 学会等名
      117th Conference of Scientific Federation: 5th Global Nanotechnology Congress and Expo, Sercotel Hotel Sorolla Palace, Valencia, Spain, p. 28
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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