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正浸透膜システムで用いる駆動溶液の創製に基づくゼロエネルギー究極海水淡水化の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26630392
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
研究機関神戸大学

研究代表者

松山 秀人  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50181798)

研究分担者 神尾 英治  神戸大学, 大学院工学研究科, 助教 (30382237)
高橋 智輝  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (80535518)
三好 太郎  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (80587791)
佐伯 大輔  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (70633832)
安川 政宏  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (20647309)
三野 泰志  神戸大学, 大学院工学研究科, 特命助教 (70709922)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード正浸透法 / 駆動溶液 / 海水淡水化 / 浸透圧 / 磁性粒子 / 温度応答性高分子 / 温度応答性分子 / LCST型相転移
研究成果の概要

正浸透膜法による次世代型のゼロエネルギー海水淡水化の実現を目指し、高浸透圧の発現と磁性回収を両立する機能性微粒子の開発を行った。作製した磁性粒子は、10回以上の磁場回収試験後も良好な再分散性を示した。しかしながら、粒子分散液の浸透圧は海水の2/3程度であった。次いで開発したポリアミン型駆動溶液は、海水以上の高い浸透圧発現に成功し、さらには温度相転移による再生が可能であることを示した。これらFO膜の水輸送に関して理論的な解析を行った結果、FO膜の固有パラメータ(A、B、S値)を用いることにより、異なる駆動溶液の水流束を予測可能なモデル式を提案した。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of osmotic agent-added salt solution properties for a novel pressure-retarded osmosis system utilizing low-grade energy2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Takahashi, Masahiro Yasukawa, Shihomi Nishimori, Sosuke Onoda, Taro Miyoshi, Hideto Matsuyama
    • 雑誌名

      Bull. Soc. Sea Water Sci., Jpn.

      巻: 69 ページ: 120-121

    • NAID

      130005264603

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of molecular weight of draw solute on water permeation in forward osmosis process2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yasukawa, Yasuhiro Tanaka, Tomoki Takahashi, Masafumi Shibuya, Shoji Mishima, Hideto Matsuyama
    • 雑誌名

      Industrial & Engineering Chemistry Research

      巻: 54 号: 33 ページ: 8239-8246

    • DOI

      10.1021/acs.iecr.5b01960

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preparation of a forward osmosis membrane using a highly porous polyketone microfiltration membrane as a novel support2015

    • 著者名/発表者名
      M. Yasukawa, S. Mishima, M. Shibuya, D. Saeki, T. Takahashi, T. Miyoshi and H. Matsuyama
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 487 ページ: 51-59

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2015.03.043

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of operating conditions and membrane structures on the performance of hollow fiber forward osmosis membranes in pressure assisted osmosis2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shibuya, M. Yasukawa, T. Takahashi, T. Miyoshi, M. Higa, H. Matsuyama
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 365 ページ: 381-388

    • DOI

      10.1016/j.desal.2015.03.005

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of osmotic agent-added salt solution properties for a novel pressure-retarded osmosis system utilizing low-grade energy2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, M. Yasukawa, S. Nishimori, S. Onoda, T. Miyoshi, H. Matsuyama
    • 雑誌名

      Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan

      巻: 69 ページ: 120-121

    • NAID

      130005264603

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of operating conditions on osmotic-driven membrane performances of cellulose triacetate forward osmosis hollow fiber membrane2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shibuya, M. Yasukawa, T. Takahashi, T. Miyoshi, M. Higa, H. Matsuyama
    • 雑誌名

      Desalination

      巻: 362 ページ: 34-42

    • DOI

      10.1016/j.desal.2015.01.031

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 正浸透駆動溶液を指向した二酸化炭素応答性相転移材料に関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      西森塩穂美, 大石いずみ, 高橋智輝, 浜田豊三, 松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] LCST型相転移材料を用いたオスモティックヒートエンジンに関する基礎的研究2016

    • 著者名/発表者名
      高橋智輝, 板井拓也, 松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第81年会
    • 発表場所
      関西大学(大阪)
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 低品位熱発電に向けたLCST型相転移を発現する新規アミン化合物の創製と特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      板井拓也, 高橋智輝, 安川政宏, 松山秀人
    • 学会等名
      第18回化学工学会学生発表会(福岡大会)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡)
    • 年月日
      2016-03-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafiltration membrane-based osmotic heat engine with phase transition materials for Enhanced Power Generation from Low-Grade Heat2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoki TAKAHASHI、Masahiro YASUKAWA、Akihito KUMAMI、Shojiro OSUMI、Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 正浸透プロセスにおける駆動溶質の分子量と透水性能の関係2015

    • 著者名/発表者名
      安川 政宏, 田中裕大, 三嶋翔司, 高橋智輝, 松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] LCST型相転移を示す高浸透圧イオン液体駆動液の開発2015

    • 著者名/発表者名
      竹中綾希, 安井知己, 神尾英治, 高橋智輝, 松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2015
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 14.世界におけるドロー溶液の開発状況/IDA(国際脱塩会議)方向を中心に2015

    • 著者名/発表者名
      松山秀人
    • 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
      東京
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高浸透圧を有する温度応答性イオン液体の創製と正浸透法への適用2015

    • 著者名/発表者名
      竹中綾希, 安井知己, 神尾英治, 松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Ionic Liquid Based-Draw Solution with Both LCST Type Phase Separation and High Osmotic Pressure2015

    • 著者名/発表者名
      Aki Takenaka, Eiji Kamio, Tomoki Yasui, Hideto Matsuyama
    • 学会等名
      The 9th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS9)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of flux behavior in forward osmosis by using various draw solutions having different molecular weights2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro TANAKA, Masahiro YASUKAWA, Masafumi SHIBUYA, Shoji MISHIMA, Tomoki TAKAHASHI, Taro MIYOSHI, Mitsuru HIGA, Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      The 9th Conference of Aseanian Membrane Society (AMS9)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-07-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高浸透圧を発現する新規温度応答性イオン液体の創製と正浸透膜プロセスへの適用2015

    • 著者名/発表者名
      竹中綾希, 安井知己, 神尾英治, 松山秀人
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 異なる駆動溶液における正浸透法の水輸送の理論的解析2015

    • 著者名/発表者名
      田中裕大, 安川政宏, 渋谷真史, 高橋智輝, 三好太郎, 松山秀人
    • 学会等名
      日本膜学会第37年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2015-05-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 排熱利用型浸透圧発電に用いる温度応答性高分子/海水系駆動溶液の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      高橋智輝、西森塩穂美、安川政宏、小野田草介、三好太郎、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透膜モジュール性能の予測が可能な簡易モデルの開発2015

    • 著者名/発表者名
      安川政宏、合田昌平、渋谷真史、高橋智輝、三好太郎、比嘉充、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧力補助正浸透法における運転条件が水透過性能に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      渋谷真史、安川政宏、高橋智輝、三好太郎、比嘉充、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 浸透圧の発現と磁性回収を両立する機能性微粒子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • 学会等名
      化学工学会第80年会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京)
    • 年月日
      2015-03-19 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体水溶液の浸透圧に関する基礎的検討2015

    • 著者名/発表者名
      竹中綾希、安井知己、神尾英治、松山秀人
    • 学会等名
      第17回化学工学会学生発表会(徳島大会)
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる駆動溶質における正浸透膜法の水輸送に関する理論的解析2015

    • 著者名/発表者名
      田中裕大、安川政宏、渋谷真史、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • 学会等名
      第17回化学工学会学生発表会(徳島大会)
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透膜法への利用を指向したポリアミン系駆動溶液の創製2015

    • 著者名/発表者名
      西森塩穂美、高橋智輝、安川政宏、松山秀人
    • 学会等名
      第17回化学工学会学生発表会(徳島大会)
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島)
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 圧力補助正浸透法における印加圧力および膜構造が水透過性能に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      渋谷真史、安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2014
    • 発表場所
      神戸大学百周年記念館(兵庫)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度応答性高分子を用いた正浸透プロセスにおける駆動溶液の再生2014

    • 著者名/発表者名
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2014
    • 発表場所
      神戸大学百周年記念館(兵庫)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ポリマー多孔膜を支持体とする正浸透膜の開発2014

    • 著者名/発表者名
      三嶋翔司、安川政宏、渋谷真史、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • 学会等名
      膜シンポジウム2014
    • 発表場所
      神戸大学百周年記念館(兵庫)
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] EFFECT OF OPERATING CONDITION AND MEMBRANE STRUCTURE FOR PRESSURE ASSISTED OSMOSIS PROCESS2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shibuya, Masahiro Yasukawa, Mitsuru Higa, Hideto Matsuyama
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Separation Science and Technology (ICSST14)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2014-10-30 – 2014-11-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of support layer structure on Forward Osmosis membrane performance2014

    • 著者名/発表者名
      Shouji MISHIMA, Masahiro YASUKAWA, Masafumi SHIBUYA, Tomoki TAKAHASHI, Taro MIYOSHI, Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Separation Science and Technology (ICSST14)
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良)
    • 年月日
      2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透膜における膜モジュールの運転条件が透水性能に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      渋谷真史、安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • 学会等名
      第46回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度応答性コロイド粒子を用いた正浸透プロセスにおける駆動溶液の再生2014

    • 著者名/発表者名
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • 学会等名
      第46回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透膜における支持膜構造が透水性能および耐圧性に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      三嶋翔司、安川政宏、渋谷真史、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • 学会等名
      第46回化学工学会秋季大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Process Performance of Cellulose Triacetate Forward Osmosis Hollow Fiber Membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro YASUKAWA, Mitsuru HIGA, Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      ICOM2014
    • 発表場所
      Suzhou(China)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of membrane fouling in a pressure retarded osmosis system2014

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shibuya, Yuriko Kakihana, Masahiro Yasukawa, Hideto Matsuyama, Mitsuru Higa
    • 学会等名
      ICOM2014
    • 発表場所
      Suzhou(China)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Thermoresponsive Colloidal Particle Draw Solutes in Forward Osmosis2014

    • 著者名/発表者名
      Daichi OGAWA, Yasushi MINO, Tomoki TAKAHASHI, Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      ICOM2014
    • 発表場所
      Suzhou(China)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of a novel thin-film composite forward osmosis membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Shouji MISHIMA, Masahiro YASUKAWA, Tomoki TAKAHASHI, Taro MIYOSHI, Hideto MATSUYAMA
    • 学会等名
      ICOM2014
    • 発表場所
      Suzhou(China)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 中空糸膜型正浸透(FO)膜の性能評価2014

    • 著者名/発表者名
      安川政宏、比嘉充、松山秀人
    • 学会等名
      日本海水学会第65年会
    • 発表場所
      沖縄男女共同参画センター(沖縄)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透膜の特性パラメーターが透水性に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      三嶋翔司、安川政宏、高橋智輝、三好太郎、松山秀人
    • 学会等名
      日本海水学会第65年会
    • 発表場所
      沖縄男女共同参画センター(沖縄)
    • 年月日
      2014-06-19 – 2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 正浸透プロセスにおける駆動溶液の再生に向けた温度応答性コロイド粒子の開発2014

    • 著者名/発表者名
      小川大地、三野泰志、高橋智輝、松山秀人
    • 学会等名
      日本膜学会第36年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京)
    • 年月日
      2014-05-12 – 2014-05-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 神戸大学大学院工学研究科応用化学専攻 膜工学グループ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~matuyama/cx14HP/index_j.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 膜工学グループ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~matuyama/cx14HP/index_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [産業財産権] 正浸透膜を使用して膜分離する方法2016

    • 発明者名
      松山秀人、高橋智輝、高瀬一郎、浜田豊三
    • 権利者名
      松山秀人、高橋智輝、高瀬一郎、浜田豊三
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 正浸透膜分離で使用するドロー溶質およびその製造方法2016

    • 発明者名
      松山秀人、高橋智輝、西森塩穂美、高瀬一郎、浜田豊三
    • 権利者名
      松山秀人、高橋智輝、西森塩穂美、高瀬一郎、浜田豊三
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-02-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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