| 研究課題/領域番号 |
19K22081
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分27:化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田辺 克明 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60548650)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 水素 / 金属 / エネルギー / 核融合 / 水素貯蔵 / 表面化学 / 核融合反応 / 元素変換 / プラズモニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
震災による原発事故を受け、代替エネルギー源と放射能除去技術の開発は急務である。本研究では、金属中における凝縮系核融合に着目し、クリーンかつ無尽蔵なエネルギー生成・発電・元素変換法となる新規反応系を創出する。まず、金属ナノ構造体の活用により、極めて高密度な重水素燃料の充填状態を実現する。続いて、レーザ光、および、プラズモニック集光技術の導入により、核反応確率を飛躍的に向上させ、コンパクトかつ高効率な核融合発電装置の実現に結び付ける。さらに、核反応に伴う元素変換の可能性についても検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
次世代エネルギーキャリアとして期待される水素について，貯蔵方法として水素吸蔵モデルの構築，新規エネルギーソースの模索として重水素化Pd(パラジウム)における異常反応についての実験を行った．Pdの水素吸蔵モデルについて，異なる環境温度と試料厚みに対しての水素吸蔵速度及び水素吸蔵時の発熱によるPd試料の温度変化を良好に再現できるモデルへと拡張を行った．重水素化Pdにおいて観測される異常反応について，多角的な分析を行い，過剰発熱，中性子線，および，質量分析の観点から新たな知見を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来検討されている方式の核融合の場合とは対照的に、本研究にて創出する新技術により、卓上に納まるようなサイズスケールの極めて小型の実証実験系、ひいては実用発電装置の実現可能性が生まれる。他にも、本研究による超小型核融合技術は、医療やセンシング向けの中性子発生器、元素変換による放射性物質の処理や、資源に乏しい我が国への助けとなるレアメタルやヘリウムの生成など、数多くの極めてニーズの高い用途への展開が可能である。また、本研究の中で構築した表面化学・光電磁気学ハイブリッドモデルは汎用性が高く、例えば、類似の系である、金属への水素貯蔵技術といった分野にも有用なツールとなると期待される。
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