| 研究課題/領域番号 |
19K14958
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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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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
全 俊豪 東京工業大学, 工学院, 助教 (90781310)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 大気圧非熱平衡プラズマ / エネルギーキャリア / アンモニア / 窒化処理 / 大気圧プラズマ / 窒化 / 水素利用 / クリーンエネルギー / プラズマ合成 / 水素キャリア |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，日本では発電量が不安定な再生可能エネルギー発電を大量投入した低炭素社会に移行し始めている。そこで，電力系統の安定性の観点からも余剰に生産した電力を化学エネルギーに貯蔵し輸送する技術の必要性が高まっている。本研究では窒化マグネシウムを新しい固体のエネルギーキャリアとして提案し，再利用することで未来の低炭素社会に対応したクリーンエネルギー循環社会の実現を目指す。窒化マグネシウムは貯蔵・輸送に適しており，常温で水と反応して水素キャリアとして有望なアンモニアを生成する。本研究ではエネルギー循環社会実現のカギとなる窒化マグネシウムの大気圧プラズマ合成技術の開発を主な研究開発項目とする。
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| 研究成果の概要 |
近年，日本では発電量が不安定な再生可能エネルギー発電を大量投入した低炭素社会に移行し始めている。そこで，電力系統の安定性の観点からも余剰に生産した電力を化学エネルギーに貯蔵し輸送する技術の必要性が高まっている。本研究計画では窒化マグネシウムを新しい固体のエネルギーキャリアとして提案し，再利用することで未来の低炭素社会に対応したクリーンエネルギー循環社会の実現を目指す。
本研究の研究成果として窒素水素混合ガス雰囲気下の大気圧プラズマ合成手法を用いてCO2フリーの窒化マグネシウムを合成することは可能であること突き止めた。さらに，多段合成実験を実施し，窒化処理の原理解明を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では金属酸化物の中でも特に化学結合が強く，還元しにくい酸化マグネシウムを窒化処理の対象として選んでいる。従来酸化マグネシウムを還元するには数百度以上の高温と還元剤が必要不可欠であった。本研究では室温の大気圧プラズマで酸化マグネシウムを窒化することができた。そのため，大気圧プラズマを用いた窒化処理手法は他の金属酸化物に対しても同様に窒化処理効果があると考えられ，新たな金属窒化物の製造法として学術的意義，社会的意義が大きいと考えられる。
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