| 研究課題/領域番号 |
18K14048
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
石飛 宏和 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (00708406)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | レドックスフロー電池 / 反応工学 / 放射線化学反応 / カーボン多孔材料 / 連通孔 / 圧力損失 / 物質輸送 / カーボン材料 / 活性 / 貫通孔 / 反応装置工学 / 電極構造 / 反応促進 / 輸送促進 / 量子ビーム |
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| 研究成果の概要 |
再生可能エネルギーを貯蔵するレドックスフロー電池について，放射線酸化による高効率な酸化と物質輸送現象の理解を行った．電極材料を放射線酸化したところ，未処理の電極と比べて活性が向上した．オゾン酸化と比べても高い活性であったため，放射線酸化の優位性が示された．物質輸送の観点ではシミュレーションにより活物質（電気化学する物質）の電極表面濃度を可視化した．また，負極側の物質輸送速度が低いため，電池全体の物質輸送についても負極側が支配している点を明らかにした．以上の知見は高効率な電池設計を科学的に行うために有意義である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レドックスフロー電池を社会実装するためには大電流化が必要であり，高効率な電極活性化や物質輸送現象に関する学術的な支援が求められていた．本研究により，効率的な放射線酸化に対する学術的知見が集積され，電極内圧力損失（送液によるエネルギー損失）を半理論式で予測することが可能になり，電解液流量と物質輸送速度の関係が明らかになった．以上よりレドックスフロー電池の設計指針を学術的に高度化することができた．社会的にも，レドックスフロー電池が社会実装に近づくことにより，再生可能エネルギーの有効利用が拡大できるために意義深い．
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