| 研究課題/領域番号 |
21K05134
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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34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
千葉 光一 関西学院大学, 生命環境学部, 研究員 (20281066)
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| 研究分担者 |
岡林 識起 関西学院大学, 生命環境学部, 講師 (40737227)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 水素エネルギー / 水素燃料ガス / プラズマ分光分析 / Heプラズマ / ホルムアルデヒド / 高感度分析 / 水素燃料 / 不純物分析 / 微量元素分析 / イオウ / ハロゲン元素 / 分析化学 / 原子スペクトル分析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、水素燃料ガス中HCHO測定用分光システムを開発するため、水素燃料ガスからHCHOを分離してHeプラズマに導入するクライオジェニック捕集・濃縮システムを高度化する。また、MHCD-Heプラズマの放電周波数特性を明らかにし、パルス放電と同期して高速信号を取得・処理することで、分析システムの高感度化を図る。それらを融合して、水素ガス中0.01 ppm のHCHOを1.0 Lの水素ガスを用いて10分以内に分光分析ができるHeプラズマシステムを開発する。
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| 研究成果の概要 |
自動車用燃料電池の品質管理の一環として，燃料となる水素ガスに含まれる不純物質であるホルムアルデヒドの濃度分析を行うために，誘電体バリア放電ヘリウムプラズマを励起源とする発光分光分析システムの開発を行った。本システムでは高い定量性が得られることが確認された。特に，誘電体バリア放電管として内径0.3 mmのキャピラリー管を用いることで，高感度なホルムアルデヒド分析が可能となり，分析試料として0.32 Lの水素ガスを導入することにより品質規格への適合性を確認できることを示された。この結果は，本システムにより，清算現場において，ごく少量の水素ガスから品質評価を行うことが可能であることを示している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現代社会を支える主要なエネルギー源である化石燃料は，燃焼時に温室効果ガスである二酸化炭素の発生を伴うが，その人為的な排出量は近年急激な上昇傾向にあり，地球環境を考えるうえで大きな課題となっている。そのような状況下で，使用時に二酸化炭素を生じない燃料として水素ガスが注目を集めており，燃料電池自動車にも使用されている。しかし，燃料電池自動車の水素ガスは発電効率を維持するためにホルムアルデヒドなどの含有濃度が厳しく設定されている。本研究で開発したホルムアルデヒド分析装置は簡便で高感度なものであり，少量の水素ガスからの品質評価を可能とするものである。
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