研究課題/領域番号 |
20K12243
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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研究機関 | 関東学院大学 |
研究代表者 |
武田 克彦 関東学院大学, 理工学部, 准教授 (90386871)
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研究分担者 |
佐野 慶一郎 関東学院大学, 人間共生学部, 教授 (30372105)
香西 博明 関東学院大学, 理工学部, 教授 (00272089)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022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)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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キーワード | プラスチック廃棄物 / サーマルリサイクル / 天然ガスと混焼 / DDFエンジン / LCA / 廃棄電線の被覆高分子材料 / マテリアルリサイクル / ディーゼル発電機 / 廃プラスチック / 熱分解油 |
研究開始時の研究の概要 |
医療廃棄物に含まれるプラスチックには、非感染性と感染性があり、前者は再成型してプラスチック製品として再利用し、焼却処理が求められる後者は熱分解によって分解油を精製し、発電機に適用して有効活用することが本研究の大きな柱となる。 再成型品には竹紛を添加してめっきを施し、未利用資源の有効活用ならびに高機能複合材料として普及率向上を目指す。分解油の製造時には、分解油自体を自己燃料として加熱に用い、外部からのエネルギーを必要としない工程を採用し、その安全性向上および高効率化を目指す。さらに、病院内の植物性廃食油を分解油に添加することで、廃食油の有効利用と二酸化炭素の削減を同時に図ることも計画している。
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研究実績の概要 |
2022年度の実施状況は、昨年度に引き続き、新型コロナウイルスの影響のため病院との連携が取れずに、医療系廃棄物に着手することはできませんでした。しかしながら、代替として一般廃棄物のプラスチックを用いて、以下のような成果をあげることができました。 2022年度は、廃プラスチックのサーマルリサイクルの研究と、廃棄電線から分離した被覆高分子材料のマテリアルリサイクルに注力しました。今年度は計画通りに、昨年度に実施した天然ガスと混焼させるDDF(Diesel Dual Fuel)エンジンの再現性を確認し、一般的なディーゼルエンジンよりも高効率な結果が得られることを確認しました。昨年度の結果と同様に、天然ガスの当量比と廃プラスチック分解油の当量比に、高効率と低エミッションの両立が得られる条件を確認することができました。 また、2022年度は、廃棄される電線に着目し、被覆高分子材料のマテリアルリサイクルにも着手しました。再成型後の機械的性質を明らかにするために試験片を製作し、その際の温度と圧力にパラメータを振って、強度への影響を調査しました。引張試験と硬度(ショアD)試験を実施し、再成型後の硬度はバージン材に近い結果が得られましたが、引張強さが著しく下がっており、改善すべき点が明らかになりました。さらに、廃プラスチック分解油のLCA(Life Cycle Assessment)評価を継続しました。その結果、より詳細な二酸化炭素の排出量を求めることができ、廃プラスチック分解油を用いる利点が明確になりました。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度に引き続き、新型コロナウイルスの影響のため病院との連携が難しくなり、医療系廃棄物に着手することが困難であったため、不充分な内容であったといえます。しかしながら、一般廃棄物のプラスチックから代用して順調に進められたため、出来る限りの成果は収められたものと考えております。一方、2022年度の研究では、廃棄電線に着目し、被覆高分子材料のマテリアルリサイクルにも着手できたため、くわえて、LCA評価を継続して当初の研究計画よりも進展できたため、おおむね順調に進展しているものと考えられます。前述の研究実績の概要に記載した通り、研究計画の通りにDDFエンジンの再現性確認も順調に進み、さらに被覆高分子材料のマテリアルリサイクルやDDFエンジンのLCA評価を加えることができたため、本研究はおおむね順調に進展していると考えております。
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今後の研究の推進方策 |
今後の推進方策は、2022年度に着手したマテリアルリサイクルに注力したいと考えております。被覆高分子材料のマテリアルリサイクルでは大きな課題が明確になったため継続していくことと、自動車の樹脂部品に着目し、ABSのマテリアルリサイクルなどにも着手したいと考えております。
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