| 研究課題/領域番号 |
21K17918
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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64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
張 政陽 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (40875465)
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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 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 自動車 / 電動化 / 軽量化 / 金属資源 / リサイクル / リユース / リマニュファクチャリング / マテリアルフロー分析 / アルミニウム / 特殊鋼合金 / 固体電解精製技術 / アップグレード / 電気自動車 / 省エネルギー / 展伸材 / 鋳造材 / リユース効果評価モデルの構築 / 軽量化素材 / リビルト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
自動車の軽量化の進行に伴い高張力鋼板・アルミニウム・マグネシウム・炭素繊維強化プラスチックの使用比率が増えている。現状では、これら軽量化素材が循環する社会のシステムが確立されていない。本研究では、自動車軽量化による製品ライフサイクルの時間的遷移を通じて、複数の産業部門に跨る軽量化素材循環の変化を解明し、リユース・リビルトの導入や先端リサイクル技術の選択による素材の損失回避効果を定量的に検証する。これにより、日本の資源循環の把握や様々な再資源化方法の評価に指標を提供するとともに、国内で軽量化素材を高度に循環利用できる自動車リサイクルのあり方を探る為のエビデンスと政策の選択肢を与えると期待される。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、世界的な自動車電動化や軽量化の進展に伴う金属資源循環構造変化及び技術政策選択による資源損失への回避効果の解明を目的として進めてきた。主な成果として、リサイクルを柱とした資源循環システムにリユース及びリマニュファクチャリングを導入することで、初回生産年から50年後に日本における鋼やニッケル、コバルトの損失を2～5％減らせることを明示した。また、新しく開発されたアルミニウム固体電解精製技術は、アルミニウムスクラップを純アルミニウムに再生できる先端技術として、世界的な電気自動車シフトによる従来のアルミニウム循環構造の破綻回避可能性やアップグレードリサイクル実現可能性を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した動的なマテリアルフロー分析モデルは、リユースやリマニュファクチャリング、素材リサイクルによる多層な資源循環構造による日本の全産業部門における鋼及び合金元素の損失削減効果の評価、循環経済モデルに基づく国レベルでのリマニュファクチャリングの推進や異なる資源循環政策を検討する際の優先順位付けまたは組合せ最適化に利用できる。加えて、アルミニウムのサステナブルリサイクル新技術の開発により、アルミニウム再生時における質の低下を防ぎつつ、電気自動車や太陽光発電など低炭素技術を支える高純度アルミニウムの需要を満たし、持続可能なアルミニウム利用の実現に向けて一つの技術選択肢を提供した。
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