| 研究課題/領域番号 |
21K14086
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
松川 嘉也 東北大学, 工学研究科, 助教 (30882477)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | Soot / PAH / Pyrolysis / Carbon / 多環芳香族炭化水素 / すす / 熱分解 / 核発生 / 固体原料供給 / 炭素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、炭素材料の生成において重要な役割を果たす多環芳香族炭化水素(PAHs)について、気相のPAHsの反応性とPAHsからの固体炭素発生メカニズムを検討する。PAHのみを原料として供給し、炭素材料の生成実験を行うことができれば、そのメカニズム解明に大きく貢献することができる。PAHsは固体であるため、実験における最大のネックは原料のPAHの定量安定フィード法である。本研究では、小さいフィード速度であっても安定的に揮発・供給する手法を確立し、炭素材料の一つであるすすの生成実験を行うことで、PAHsがすすの発生において担う役割を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では世界で初めてPAHのみを原料とした熱分解で生成させたすすを評価した。異なる反応サイトを持つPAHではPAHの濃度に対するすすの生成挙動が全く異なることが明らかになった。特にArmchairサイトを持つPAHであるフェナントレンを原料とした場合には、ごくわずかな濃度であってもすすが生成することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
すすは炭化水素の不完全燃焼また熱分解で生成しすすの前駆体である多環芳香族炭化水素 (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAH)の核生成および表面成長によって生成する。既往の研究ではPAHを 反応中間体や添加物として評価することはあったがPAHを原料に用いた検討は未だ行われていなかった。本研究では世界で初めてPAHのみを原料とした熱分解で生成させたすすを評価した。
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