Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2016(平成28) 年度 生存圏科学 ミッション研究 12

研究課題

粒子形状制御によるビッチ系炭素繊維選択加熱法の開発

研究組織

 代表者 樫村京一郎(中部大学工学部)
 共同研究者 潤(東北大学大学院工学研究科)
椿俊太郎(東京工業大学大学院理工学研究科)
三谷友彦(京都大学生存圏研究所)
篠原真毅(京都大学生存圏研究所)
関連ミッション
  • ミッション2 太陽エネルギー変換・高度利用
  • ミッション4 循環材料・環境共生システム
  • ミッション5 高品位生存圏

研究概要

マイクロ波を用いたバイオスラリー分解プロセスにおいて、触媒を選択的に電磁波加熱する手法を提案したい。マイクロ波の吸収特性の違いは、不均質なスラリー内部に大きな温度勾配を創出する。この大きな温度勾配は、プロセス効率を向上させる大事な鍵であり、プロセス効率の観点からは、触媒にマイクロ波を効率的に作用させることが好ましい。しかし、一般的には、溶液の吸収特性に比べてセラミクスのマイクロ波吸収特性は低く、そのため、効率的にマイクロ波を作用させることが難しい。本研究では、粒子の形状を制御することでマイクロ波吸収の良い触媒粒子を開発することを目的とする。

本研究は3つの研究項目で構成する。(1)まず、回転楕円体によるマイクロ波吸収特性解析解結果と数値計算の比較を行う。このテーマでは、用いたモデルの妥当性を吟味し、触媒として用いられる繊維の吸収特性を明らかにする。(2)次に、空洞共振器によるマイクロ波加熱実験測定では、繊維形状に加工した粒子をマイクロ波加熱し、理論計算との比較を試みる。なお、加熱対象として電気的なパラメータ制御の容易さから、ビッチ系炭素繊維を想定している。(3)最後に、共振摂動法による誘電率計測では、加熱試験で得られた結果を誘電率複素項からチェックし、実験の妥当性を吟味する。

本研究の達成により、電力ベースであるマイクロ波加熱法の触媒応用への工学的出口を模索し、低炭素社会に適した次世代プロセス創出へ向けた指針を打ち出したい。

樫村京一郎: 2016(平成28)年度生存圏ミッション研究 図

左図) マイクロ波吸収の衝突断面積と形状因子の関係。触媒粒子の形を制御することで、Lを変化させて、触媒の吸収特性を向上させたい。

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2016年8月8日作成

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