2022年度公募
seeds-3538 -
【関東】
パルスレーザーで海水から直接水素を製造する
研究の成熟度
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TRL1
基本原理・
現象の確認基礎研究
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TRL2
原理・現象の
定式化基礎研究
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TRL3
実験による
概念実証応用研究
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TRL4
実験室での
技術検証応用研究
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TRL5
使用環境に
応じた技術検証実証
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TRL6
実環境での
技術検証実証
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TRL7以上
実環境での
技術検証
※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度
VISIONビジョン
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VISION
ビジョン
水素エネルギー社会の実現には、二酸化炭素を排出しない水素製造と豊富な海水資源の有効活用が鍵
USE CASE
最終用途例
非常の電力源としての利用
USE CASE 01レーザーで海水から水素を直接製造する技術
APPLICATION
淡水化処理プラントのような付帯設備が必要にない
非常・災害時のエネルギー源としての利用、中山間地域におけるスマートグリッドの確立、途上国におけるエネルギー源としての利用
STRENGTHS
強み
海水・河川水を処理することなく、レーザーの直接的な水分子への作用で水素を製造する
STRENGTHS 01
淡水化処理なしで海水を水分解する
従来の技術では、例えば海水を装置内に導入することで材料の腐食や、水分解で副次的に発生する塩素ガスの配管へのダメージが問題となる。一方、本技術では、水槽内に材料を設置しないこと、塩素ガスが発生しないことから、直接海水を利用することができる。
TECHNOLOGY
テクノロジー
フェムト秒レーザーで誘起される多光子電離水分解法（MPI-WS）
TECHNOLOGY 01
純水よりも海水から多くの水素が製造できる不思議
私たちの研究チームは、これまでに純水へレーザーを照射するよりも海水の場合により多くの水素を製造できることを発見しました。これは私たちが利用しているフェムト秒レーザー（10兆分の1秒のみレーザー照射）特有の現象です。エネルギーを時間的に圧縮することにより、ピーク強度が増強されるため、レーザーは場との相互作用で自ら空間的に狭まってきます（自己収束と呼びます）。海水は塩分（金属イオン）が存在するため、レーザーの影響を受けやすく、純水よりも自己収束の度合いが強まり、結果として水分解反応を促進します。
PRESENTATION
共同研究仮説
スケールアップ、システム化、コストダウンに関する共同研究
共同研究仮説01
本技術シーズの社会実装に向けた実現性の検討
従来手法に頼らない新しいスケールアップ概念の創出
スケールアップ、システム化、コストダウンの観点から共同研究を希望しています。スケールアップでは、レーザー増設等ではなく、ユニークな物理現象を利用したアイデアで新しい概念の創出に挑戦しています。
RESEARCHER
研究者
桑原彬
芝浦工業大学 工学部機械工学課程先進機械コース 准教授
経歴
2019年9月 静岡大学創造科学技術大学院 修了 博士（工学）
2020年2月 名古屋大学大学院総合エネルギー工学専攻 助教
2024年4月 芝浦工業大学工学部 准教授
本技術シーズに関連する論文は以下をご参照ください。
DOI: 10.1039/D2RA01337A
DOI: 10.1016/j.ces.2025.122518
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専門領域
- 原子力工学
- プラズマ工学
- レーザー工学
- エネルギー工学
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