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逆電気透析発電システム用モノリシック発電セルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 25281064
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 持続可能システム
研究機関山口大学

研究代表者

比嘉 充  山口大学, 理工学研究科, 教授 (30241251)

研究分担者 遠藤 宣隆  山口大学, 理工学研究科, 講師 (40314819)
垣花 百合子  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (90592014)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2013年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード濃度差エネルギー / ポリビニルアルコール / ブロック共重合体 / イオン交換膜 / モノリシック / 逆電気透析 / 動的輸率 / 膜抵抗 / ファウリング / イオン交換容量 / イオン選択性
研究成果の概要

REDシステムを構成するモノリシック発電セル用の新規イオン交換膜はポリビニルアルコール(PVA)系ブロック共重合体から作製し、これらの膜は膜抵抗、イオン選択性において市販膜より優れた基礎性能を示した。
また市販イオン交換膜を使用した大型RED発電装置は模擬海水として0.5MNaCl、模擬河川水として0.02MNaClを使用した場合、最大出力17.8W、出力密度0.45 W/m2を示した。この時の海水および淡水の供給圧と溶液流量から算出したポンプ電力は2.76 Wとなり、これより、15.1 Wの実効出力が得られた。この結果よりRED発電システムとしては将来のエネルギー源として期待できる。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Fouling Evaluation of Anion-exchange Membranes in Electrodialysis Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru HIGA, Ryosuke HIRONAGA, Keita TAKAMURA and Masanao CHINEN
    • 雑誌名

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      巻: 70 ページ: 116-117

    • NAID

      130006101474

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Power Generation of a Large Reverse Electrodialysis( RED) System Based on a Commercial ED stack2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru HIGA, Tomoyuki SAKURADA and Hitoshi TAKEMURA
    • 雑誌名

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      巻: 70 ページ: 118-119

    • NAID

      130006101475

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrodialytic properties of aromatic and aliphatic type hydrocarbon-based anion-exchange membranes with various anion-exchange groups2014

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Higa, Nobuyuki Tanaka, Minami Nagase, Kazuhiro Yutani, Tomokazu Kameyama, Keita Takamura, Yuriko Kakihana
    • 雑誌名

      Polymer

      巻: 55 号: 16 ページ: 3951-3960

    • DOI

      10.1016/j.polymer.2014.06.072

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of cation-exchange membranes prepared from a graft-copolymer consisting of a polysulfone main chain and styrene sulfonic acid side chains2014

    • 著者名/発表者名
      Yuriko Kakihana, Yoshiaki Ogawa, Keita Takamura, Naoki Kawamura, Ryosuke Hara, Mitsuru Higa
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 129 ページ: 120-126

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2014.02.036

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 逆電気透析発電の技術開発動向2014

    • 著者名/発表者名
      比嘉 充,渋谷 真史
    • 雑誌名

      日本海水学会誌

      巻: 68 ページ: 293-297

    • NAID

      130005097751

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 塩分濃度差発電とは2014

    • 著者名/発表者名
      比嘉 充
    • 雑誌名

      電気計算

      巻: 82 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge mosaic membranes with semi-interpenetrating network structures prepared from a polymer blend of poly(vinyl alcohol) and polyelectrolytes2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Higa, Mayumi Kobayashi, Yuriko Kakihana, Atsushi Jikihara, Naoki Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 428 ページ: 267-274

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2012.10.034

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrodialytic Transport Properties of Anion-Exchange Membranes Prepared from Poly(vinyl alcohol) and Poly(vinyl alcohol-co-methacryloyl aminopropyl trimethyl ammonium chloride)2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Jikihara, Reina Ohashi, Yuriko Kakihana, Mitsuru Higa, Kenichi Kobayashi
    • 雑誌名

      Membranes

      巻: 3 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.3390/membranes3010001

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 膜電位の測定~基本概念から応用例まで~2013

    • 著者名/発表者名
      比嘉 充、藤井 将矢
    • 雑誌名

      技術情報協会

      巻: 第1節 [5] ページ: 115-118

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 分離膜を用いた塩分濃度差エネルギー回収技術の原理と技術動向2016

    • 著者名/発表者名
      比嘉充
    • 学会等名
      海水資源・環境シンポジウム
    • 発表場所
      千葉工業大学(千葉、志野市)
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of ion exchange membranes prepared from poly (vinyl alcohol) based block copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      M. Anno, T. Mizuno, M. Higa
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(Honolulu (USA))
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 逆電気透析(RED)における線速度と正味出力の関係2015

    • 著者名/発表者名
      櫻田朋之、久野雅弥、比嘉 充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫、神戸市)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 新規PVA系ブロック共重合体を用いた陽イオン交換膜:イオン交換基の構造と膜特性の関係2015

    • 著者名/発表者名
      阿武真梨香・水野泰子・比嘉充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫、神戸市)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電気透析における陰イオン交換膜の膜構造がファウリングに与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      廣永亮介、阿武真梨香、比嘉 充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫、神戸市)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 世界における逆電気透析(RED)発電の開発状況2015

    • 著者名/発表者名
      比嘉充
    • 学会等名
      第32回ニューメンブレンテクノロジーシンポジウム
    • 発表場所
      三田NNホール(東京、港区)
    • 年月日
      2015-11-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 安全な水やクリーンエネルギーを造る分離膜2015

    • 著者名/発表者名
      比嘉充
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京、江戸川区)
    • 年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of anion exchange membranes prepared from poly (vinyl alcohol) based block copolymers2015

    • 著者名/発表者名
      M. Anno, T. Mizuno, M. Higa
    • 学会等名
      The 9th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS9)
    • 発表場所
      Howard Civil International House(台北 (台湾))
    • 年月日
      2015-07-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規PVA系ブロック共重合体を用いた陰イオン交換膜の作製と膜特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      水野泰子
    • 学会等名
      日本海水学会若手会第6回学生研究発表会
    • 発表場所
      登別グランドホテル(登別市)
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気透析におけるPVA系陰イオン交換膜のファウリング挙動の解析2014

    • 著者名/発表者名
      阿武 真梨香
    • 学会等名
      第52回高分子と水に関する討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(目黒区)
    • 年月日
      2014-12-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] OptimizationofOperatingConditionsinaLargeReverseElectrodialysisSystem2014

    • 著者名/発表者名
      竹村 仁
    • 学会等名
      第10回分離技術国際会議
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PreparationandCharacterizationofCation-ExchangeMembranesfromPoly(VinylAlcohol) BasedBlockCopolymers2014

    • 著者名/発表者名
      阿武 真梨香
    • 学会等名
      第10回分離技術国際会議
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気透析発電の技術開発動向2014

    • 著者名/発表者名
      比嘉充
    • 学会等名
      日本海水学会第65年会シンポジウム
    • 発表場所
      沖縄県男女共同参画センター「てぃるる」(那覇市)
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 逆電気透析における一体型スペーサーの開発と発電特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      竹村 仁
    • 学会等名
      日本海水学会第65年会
    • 発表場所
      沖縄県男女共同参画センター「てぃるる」(那覇市)
    • 年月日
      2014-06-18 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気透析システムのシミュレーション:正味出力密度におけるPRO との比較2014

    • 著者名/発表者名
      阿武 真梨香
    • 学会等名
      日本海水学会第65年会
    • 発表場所
      沖縄県男女共同参画センター「てぃるる」(那覇市)
    • 年月日
      2014-06-18 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 新規ポリビニルアルコール系ブロック共重合体を用いたイオン交換膜の作製と特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      阿武 真梨香
    • 学会等名
      平成26年度繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(江戸川区)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電気透析における一価陰イオン選択透過性の評価2014

    • 著者名/発表者名
      廣永亮介・河村直樹・高村啓太・比嘉 充
    • 学会等名
      第16回化学工学会学生発表会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規PVA系ブロック共重合体を用いたイオン交換膜の作製と特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      阿武真梨香・竹村 仁・藤井将矢・比嘉 充
    • 学会等名
      第16回化学工学会学生発表会
    • 発表場所
      大阪府立大学(堺市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気浸透発電(RED)の原理と技術動向2014

    • 著者名/発表者名
      比嘉 充
    • 学会等名
      日本海水学会 電気透析および膜技術研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 種々のイオン交換膜における酸または塩基の膜透過機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      髙村啓太・垣花百合子・比嘉 充
    • 学会等名
      日本膜学会第34年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 膜マトリクスの膜構造および親水性度がイオン選択透過性に及ぼす影響の評価2013

    • 著者名/発表者名
      河村直樹・高村啓太・比嘉充・田中伸幸
    • 学会等名
      日本海水学会第64年会
    • 発表場所
      山梨県立図書館(甲府市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気透析システムにおける線速度変化と発電特性の関係2013

    • 著者名/発表者名
      竹村 仁・藤井将矢・比嘉 充
    • 学会等名
      日本海水学会第64年会
    • 発表場所
      山梨県立図書館(甲府市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気透析用新規イオン交換膜の設計とその評価2013

    • 著者名/発表者名
      藤井将矢・竹村 仁・比嘉 充
    • 学会等名
      第2回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      メルパルク大阪(大阪市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規な PVA系共重合体を用いたイオン交換膜の作製とその特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      鵜飼晃平・金輪龍太郎・垣花百合子・比嘉充
    • 学会等名
      繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PVA系モザイク荷電膜の正・負電荷構造と電解質選択透過性との関係2013

    • 著者名/発表者名
      重田尚紀・金輪龍太郎・垣花百合子・比嘉充
    • 学会等名
      繊維学会年次大会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 逆電気透析(RED)装置の最適運転条件の検討2013

    • 著者名/発表者名
      竹村 仁・阿武真梨香・藤井将矢・比嘉 充
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電気透析における種々の同符号イオン間選択透過性の評価2013

    • 著者名/発表者名
      河村直樹・高村啓太・田中伸幸・比嘉 充
    • 学会等名
      第50回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Power generation of reverse electrodialysis: comparison between simulations and experiments2013

    • 著者名/発表者名
      Shoya Fujii, Hitoshi Takemura, Mitsuru Higa
    • 学会等名
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society(AMS8)
    • 発表場所
      西安(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of permselectivity for monovalent anions in Electrodialysis2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kawamura, Keita Takamura, Nobuyuki Tanaka, Mitsuru Higa
    • 学会等名
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society(AMS8)
    • 発表場所
      西安(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and characterization of ion exchange membranes with charge mosaic structure2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuro Maeda, Naoki Shigeta, Kohei Ukai, Ryutaro Kanawa, Yuriko Kakihana, Mitsuru Higa
    • 学会等名
      The 8th Conference of Aseanian Membrane Society(AMS8)
    • 発表場所
      西安(中国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Ion Exchange Membranes for Sustainable Water and Energy2013

    • 著者名/発表者名
      比嘉 充
    • 学会等名
      9th World Congress of Chemical Engineering
    • 発表場所
      ソウル(韓国)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of permselectivity for harmful ions in anion-exchange membranes2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kawamura, Keita Takamura, Mitsuru Higa, Nobuyuki Tanaka
    • 学会等名
      The 6th Membrane Conference of Visegrad Countries permea2013
    • 発表場所
      ワルシャワ(ポーランド)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規なPVA系共重合体を用いたイオン交換膜の作成および特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      鵜飼晃平・金輪龍太郎・垣花百合子・比嘉 充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2013
    • 発表場所
      京都府立医科大学(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 種々の膜構造を有する陰イオン交換膜におけるイオン選択透過性の評価2013

    • 著者名/発表者名
      河村直樹・高村啓太・亀山智一・田中伸幸・比嘉 充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2013
    • 発表場所
      京都府立医科大学(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 電気透析における陰イオン交換膜の膜構造とファウリング特性との関係2013

    • 著者名/発表者名
      高村啓太、田中伸幸、比嘉 充
    • 学会等名
      膜シンポジウム2013
    • 発表場所
      京都府立医科大学(京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of permselectivity for harmful ions in anion-exchange membranes2013

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kawamura, Keita Takamura, Nobuyuki Tanaka, Mitsuru Higa
    • 学会等名
      2013 Kyushu-Seibu/Pusan-Gyeongnam Joint Symposium on High Polymers(16th) and Fibers(14th)
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of charge mosaic membrane prepared by polymer coating method2013

    • 著者名/発表者名
      R. Kanawa・N. Shigeta・ A. Jikihara・M. Higa
    • 学会等名
      The 8th International Membrane Science and Technology Conference (IMSTEC 2013)
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Simulation study on power density and power generation efficiency of a reverse electrodialysis system2013

    • 著者名/発表者名
      S. Fujii・K. Takemura・M. Higa
    • 学会等名
      The 8th International Membrane Science and Technology Conference (IMSTEC 2013)
    • 発表場所
      メルボルン(オーストラリア)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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