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中赤外ホルミウムレーザを用いた二酸化炭素からの高効率燃料再生技術の研究

研究課題

研究課題/領域番号 26630498
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 エネルギー学
研究機関東北工業大学

研究代表者

佐藤 篤  東北工業大学, 工学部, 准教授 (00322686)

研究分担者 丸尾 容子  東北工業大学, 工学部, 教授 (50545845)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードエネルギー生成 / レーザ / 光触媒 / 二酸化炭素 / 中赤外
研究成果の概要

本研究では、温室効果ガスとして知られる二酸化炭素(CO2)をメタンなどのガス燃料へリサイクルすることを目的としたCO2リサイクルシステムを開発した。本システムでは、金ナノ粒子を修飾した酸化チタン(Au/TiO2)触媒に紫外光を照射し光還元反応によりCO2からのメタン生成を行う。このとき、触媒表面付近のCO2を中赤外レーザー光で振動励起しておくことにより、レーザー照射のない場合に比べ、メタン生成効率が1.7倍向上することを実証した。Au/TiO2触媒の透過型電子顕微鏡による観察の結果からは、触媒作製条件の最適化による、さらなる高効率化の可能性が示唆された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 中赤外レーザー光照射によるAu/TiO2触媒でのメタン生成効率の向上2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤 篤, 阿部凌太, 近藤 翼, 丸尾容子
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CO2 photoreduction performance of Au/TiO2 catalyst with simultaneous mid-infrared laser irradiation2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kondoh, Y. Y. Maruo, and A. Sato
    • 学会等名
      2017 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      Suzaku Campus, Ritsumeikan University (Kyoto, Japan)
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Au/TiO2触媒を用いたCO2リサイクルシステムにおけるCO2マルチパス励起系の構築と評価2017

    • 著者名/発表者名
      阿部凌太, 佐藤 篤, 近藤 翼, 丸尾容子
    • 学会等名
      平成29年東北地区若手研究者研究発表会
    • 発表場所
      東北学院大学多賀城キャンパス(宮城県多賀城市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 中赤外レーザー光照射下におけるAu/TiO2触媒でのCO及びメタン生成2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 篤, 阿部凌太, 近藤 翼, 丸尾容子
    • 学会等名
      Optics & Photonics Japan 2016
    • 発表場所
      筑波大学東京キャンパス文京校舎(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-10-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CO2 photoreduction performance of Au/TiO2 catalyst with simultaneous mid-infrared laser irradiation2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kondoh, Y. Y. Maruo, A. Sato
    • 学会等名
      平成28年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      岩手大学理工学部(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of TiO2 crystal structure on CO2 photoreduction using Au nanoparticles on TiO2 catalyst2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Y. Maruo, M. Sasaki, S. Hino, and A. Sato
    • 学会等名
      IEEE 16th International Conference on Nanotechnology
    • 発表場所
      Sendai International Center (Sendai, Japan)
    • 年月日
      2016-08-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホルミウムレーザーを利用した二酸化炭素リサイクルシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 篤, 那須祥彦, 佐々木正史, 丸尾容子
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Cr:ZnS可飽和吸収体を用いたTm,Ho:GdVO4ディスクレーザーの室温動作特性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      那須祥彦, 佐藤 篤, 丸尾容子
    • 学会等名
      平成28年東北地区若手研究者研究発表会「音・光・電波・エネルギー・システムとその応用」
    • 発表場所
      日本大学工学部(福島県郡山市)
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 室温動作小型2μm帯固体レーザーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 篤, 那須祥彦, 丸尾容子
    • 学会等名
      第17回レーザー学会技術専門委員会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」研究会
    • 発表場所
      北山村立村民会館(和歌山県東牟婁郡)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 室温動作小型Tm,Ho:GdVO4レーザーのパルス動作特性2015

    • 著者名/発表者名
      那須祥彦, 佐藤篤, 丸尾容子
    • 学会等名
      第70 回応用物理学会東北支部学術講演会
    • 発表場所
      ホテルアップルランド(青森県平川市)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 環境分野への応用のための波長2ミクロン帯固体レーザー2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 篤, 那須祥彦, 浅井和弘, 石井昌憲, 水谷耕平, 落合 啓
    • 学会等名
      第16回レーザー学会技術専門委員会「レーザーのカオス・ノイズダイナミクスとその応用」研究会
    • 発表場所
      宮古島マリンターミナル会議室(沖縄県宮古島市)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Au/TiO2触媒を用いたCO2光還元におけるTiO2結晶形の影響2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木正史, 本田大樹, 信太和樹, 丸尾容子
    • 学会等名
      平成27粘度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      弘前大学文京キャンパス(青森県弘前市)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 二酸化炭素励起用中赤外固体レーザーの開発2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤篤, 那須祥彦, 三宅良宜, 丸尾容子
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 (神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoreduction of CO2 with H2O on synthesized MgFe2O4 using solution combustion method2014

    • 著者名/発表者名
      S. Abe, S. Yokoyama, Y. Y. Maruo, T. Komatsu, M. Takashima, J. Nakamura
    • 学会等名
      2014 International Conference on Artificial Photosynthesis
    • 発表場所
      Hyogo (Japan)
    • 年月日
      2014-11-24 – 2014-11-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] フェライト化合物の光還元性能の検討2014

    • 著者名/発表者名
      横山翔平, 阿部傑, 丸尾容子, 高島舞, 小松武志, 北林博人
    • 学会等名
      平成26年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学 (山形県米沢市)
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Photoreduction of CO2 and H2O on synthesized anatase TiO2 catalysts using sol-gel process2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Y. Maruo, K. Tachibana, M. Tsuda
    • 学会等名
      The seventh Tokyo Conference on Advanced Catalytic Science and Technology
    • 発表場所
      Kyoto (Japan)
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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