| 研究課題/領域番号 |
20K20989
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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21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
野口 聡 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30314735)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | Ultrahigh magnetic field / Superconducting magnet / Microplastic collection / 磁気分離 / 超高磁場応用 / マイクロプラスチック / マイクロプラスティック / 超高磁場 / 高磁場応用 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海中のマイクロプラスティックを効果的に回収する装置の検討を実施する。近年、30テスラを超えるコンパクトな高磁場マグネットが開発できるようになってきたことから、磁気アルキメデス法と呼ばれる大きな磁場勾配を利用した磁気分離方法を利用して、海中マイクロプラスティック回収装置の実現性を検討する。１時間あたりの回収量など、実用化のための性能検討をシミュレーションを通して実施する。
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| 研究成果の概要 |
磁気アルキメデス方に基づき、磁場勾配による磁力でマイクロプラスチックを回収する装置の概念検討を実施した。そのために、粒子法によるマイクロプラスチックの海水中の動きをシミュレーションするツールを開発した。その結果、マイクロプラスチックを効果的に回収するためには、１．５m程度の長さで高磁場勾配(12.5 T/m)かつ10T以上の高磁場が必要であることが明らかになった。その後、必要な磁場条件を生成するための高磁場マグネットを設計した結果、現在の高磁場マグネット製作技術では、マグネットにかかる応力に耐えきれないことが判明した。今後はこのようなマグネット開発技術が重要となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
海中のマイクロプラスチックの個数は年々増加しており、生態系への影響が懸念されている。東アジア海域のマイクロプラスチック個数は、他の海域に比べて特に多く、マイクロプラスチックの回収装置の開発が強く望まれている。近年、２０テスラを超えるマグネットが開発されてきており、同技術を用いて、マイクロプラスチックを回収する装置の実現可能性について検討した。その結果、電磁応力に耐えうるマグネットを開発できれば、９０％近いマイクロプラスチックが回収可能であることが示された。
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