| 研究課題/領域番号 |
21K04977
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分32010:基礎物理化学関連
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
飯山 拓 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (30313828)
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| 研究分担者 |
二村 竜祐 信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (90647223)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021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 | 物理吸着 / ナノ空間 / 有害物質除去 / 二酸化炭素 / カーボンニュートラル / 2次元物質 / エネルギー貯蔵 / X線回折 / 動径分布関数 / 吸着速度 / 水 / 高温・高圧 / in situ測定 / X線小角散乱 / ナノスペース / 極端条件 / 燃料電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
室温を超える温度での物理吸着現象は、燃料電池の水生成反応、多孔体を触媒担体とした化学反応における反応物の輸送など、多くの実用現象で重要であるが、実験的な困難のためにその機構解明は十分には進んでいない。本研究では、X線による微小空間中の分子のミクロ・メソスコピックな検討を高温領域に適用し、実用系を念頭に置いた高温領域における物理吸着現象の機構解明を行う。
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| 研究成果の概要 |
物理吸着現象の機構解明は多孔体を用いた有害物質除去、エネルギー分子の貯蔵等の応用のために重要である。特に、高温・高圧での物理吸着現象の機構解明は、実験的に困難であることからほとんど進んでいない。本研究では、高温・高圧対応の in situ 測定セルを開発し、申請者らがこれまで行ってきたX線による微小空間中の分子のミクロ・メソスコピックな解析法を適用した。この測定システムにより、二酸化炭素の細孔内擬２次元結晶構造の形成を始めとする新たな知見を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
吸着現象はエネルギーを消費することなく分子を濃縮することができ、有害物質の除去やエネルギー分子の貯蔵への利用が期待されている。吸着現象が顕著に生じる多孔体中のナノ空間は、分子数個分の空間であり、分子レベルでの構造解析を行う必要がある。本研究は、吸着現象をより広い温度・圧力範囲に適用するためのセルを開発し、二酸化炭素の細孔内擬２次元結晶構造の形成等の成果を挙げることができた。
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