2024年度公募 seeds-5235 - 【】 火炎噴霧熱分解法を利用したハイスループットスクリーニングナノ粒子合成技術の開発
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VISION

ビジョン

燃焼合成法のハイスループット化によって新規材料の開発を効率化

CO2メタン化反応用の新規触媒を開発して再生可能エネルギー利用促進

CO2メタン化反応は、再生可能エネルギーから得られる水素のキャリアとして注目されています。本反応では排ガス等に含まれるCO2を原料として利用することが想定されます。そのため、CO2源に含まれる様々な夾雑物に対応可能なテーラーメイドの触媒を迅速に開発することが求められます。そこで本研究では、高活性なCO2メタン化触媒を合成可能な火炎噴霧熱分解法を利用して、ハイスループット合成法を確立することで、迅速なテーラーメイド触媒の開発を実現します。

USE CASE

最終用途例

火炎噴霧熱分解法によって新規材料を開発

USE CASE 01再生可能エネルギーとCO2の利用によって化石資源への依存を低減

APPLICATION

APPLICATION

バイオマスの熱分解や天然ガス田から排出されるCO2の燃料化

火炎噴霧熱分解法によってCO2源に対応したテーラーメイド触媒を開発します。

USE CASE 02新規酸化物ナノ材料(触媒、吸着剤等)の開発

APPLICATION

APPLICATION

アプリケーションに合わせたテーラーメイド酸化物ナノ粒子を開発

火炎噴霧熱分解法によって様々な元素を任意の比で含んだ材料を開発します。燃焼場で材料を生成することで、既存の合成技術では得られない物性を有した材料の開発が期待できます。

STRENGTHS

強み

燃焼場で材料を合成する

STRENGTHS 01

燃焼反応で実現する3つの「超」を利用した、特異な材料を開発

燃焼法は一般的な電気炉焼成(と比較して、超高温 (~2500 K)、超高速 (0.01~1 s)、超高濃度ラジカル (10^8~9 1/㎤)で材料を合成するため、特異な性質をもった材料が得られる可能性があります。

TECHNOLOGY

テクノロジー

火炎噴霧熱分解法による酸化物ナノ粒子合成

TECHNOLOGY 01

様々な金属種を任意の混合比で含む材料の開発

保有している火炎噴霧熱分解合成器は図に示すように、原料溶液を燃焼することで有機物の分解とナノ粒子の生成・焼結が可能な技術です。原料溶液に溶解可能な範囲で複数の金属種を任意の比で混合可能です。原料には比較的安価な硝酸塩や酢酸塩等が使用可能です。これまでに30種以上の金属を本合成法で扱った経験があり、1 kg/h程度の粒子を生成可能な反応器も開発可能です。

PRESENTATION

共同研究仮説

燃焼合成法による新規材料開発やスクリーニング

共同研究仮説01

高活性な新規CO2メタン化反応用触媒を開発

燃焼合成法を利用して新規触媒の開発

ハイスループットな燃焼合成法を利用することで、適切な組成の探査を迅速に行います。また、数g程度のサンプル提供も可能です。

共同研究仮説02

アプリケーションに合わせたテーラーメイド酸化物ナノ粒子を開発

燃焼合成法で、様々なアプリケーションに合わせた材料の開発を行います。またハイスループット法の利用よって、適切な組成の探査を迅速に行います。必要に応じて、数g程度のサンプル提供も可能です。

RESEARCHER

研究者

藤原 翔 金沢大学 新学術創成研究機構
経歴

<経歴>
2012~2016 ETH Zurich Inst. Process Eng. 博士課程 (Prof. S.E. Pratsinis)
2016~2017 同上 博士研究員
2017~2023 山形大学 化学バイオ工学科 助教
2019~2021 産業技術総合研究所 福島再生可能エネルギー研究所 クロスアポイントメントフェロー
2023~現職 金沢大学 新学術創成研究機構 助教
<受賞>
化学工学会 奨励賞
新化学技術推進協会 第21回GSC賞 奨励賞
化学工学会 CVD反応分科会 奨励賞
エアロゾル学会 奨励賞

研究者からのメッセージ

燃焼合成法を利用して新規材料を開発します。

燃焼合成法では高温場で瞬時に材料が生成するため、特異な材料が開発できる可能性を秘めています。数g程度の試作が可能ですので、お気軽にお問い合わせください。