| 研究課題/領域番号 |
19H02503
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
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 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
向井 紳 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70243045)
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| 研究分担者 |
岩村 振一郎 北海道大学, 工学研究院, 助教 (10706873)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 反応・分離工学 / 触媒・化学プロセス / ナノ材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はμmサイズの流路が精密に導入された機能性多孔質モノリス体の設計法構築を目的に実施する。まずは作製が困難であった数十μm～数百μmの流路サイズを有するモノリス体を効率良く製造可能な方法を確立する。得られる一連のモノリス体を利用し、まずは吸着関連の用途での構造最適化の手法を確立する。次いで光触媒反応、気液固三相反応等、より高度な利用法でモノリス体がその最大の機能を発揮できるように流路形状を含めた構造の最適化をする。以上の検討を通して、目的としている設計法を構築する。
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| 研究成果の概要 |
本研究はμmサイズの流路が精密に導入された機能性多孔質モノリス体の設計法構築を目的に実施した。まずは作製が困難であった数十μm～数百μmの流路サイズを有するモノリス体を効率良く製造可能な方法を二つ確立した。これらの方法で得られる一連のモノリス体を利用し、吸着関連の用途で構造最適化の手法を確立した。次いで気液固三相反応等、より高度な利用法でモノリス体がその最大の機能を発揮できるように流路形状を含めた構造の最適化を図った。以上の検討を通して、マイクロ流路が精密に導入された多孔質モノリス体の設計法を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
吸着材や触媒として利用可能な多孔質材料をハニカム状に成型することで、材料の用途での特性を向上させることが可能であるが、従来の製造法では流路サイズを数百μmよりも小さくすることが困難であった。以前に多孔質材料をサブμm～数十μmサイズの流路を有するモノリス体に成型可能な手法を開発したが、本研究では成型可能な流路サイスの範囲が数十μm～数百μmである技術を開発した。一連の手法を使い分けることでサブμmからmmの範囲の流路サイズを有するモノリス体がシームレスに製造可能となった。これにより種々の用途、種々のスケールにおいて、多孔質材料の特性を向上させることが可能となった。
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