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機能性ナノ材料を活用したハイブリッド太陽熱蒸留による海水淡水化技術の開発

機能性ナノ材料を活用したハイブリッド太陽熱蒸留による海水淡水化技術の開発
利用功能性纳米材料的混合太阳能蒸馏技术开发海水淡化技术
批准号：
22KF0139
负责人：
藤井 学
金额：
$1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0139/
关键词：
太陽熱蒸留技術新機能性材料淡水化収量装置設計デザイン

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项目成果

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本研究では、再生可能エネルギーである太陽熱を利用して海水淡水化可能な太陽熱蒸留技術の開発に取り組む。特に、集光性や伝熱性の高い新機能性材料を開発・活用することで、蒸留プロセスの高度化と淡水化収量の増加を図るとともに、淡水化収量の高い蒸留装置デザイン設計を行う。研究初年度は、太陽エネルギーを効率よく吸収する新規材料として、可視光や近赤外光の吸収特性が高いナノ粒子や複合体を複数の方法で合成した。具体的には、キトサンや酸化グラフェン、ニッケルなどを原材料としナノ粒子ならびに複合体を調子した。キトサンナノ粒子の合成では、酢酸やトリポリリン酸ナトリウムなどを用い、酸化ニッケルナノ粒子は塩化ニッケル六水和物や水酸化ニッケルなどから合成された。また、ナノ粒子の複合材の合成も行い、合成されたナノ粒子を適量水に添加し（例えば、0.1%など）、ナノ流体を作成した。合成されたナノ材料は、フーリエ変換赤外分光法（FT-IR）分析、X線回折法（XRD）分析、走査電子顕微鏡（SEM）分析ならびにエネルギー分散型X線分光法（EDX）分析などにより物性分析された。特に、キトサン-酸化グラフェン複合体は、他のナノ粒子と比較して高い吸光性を示すことが明らかとなった。従って、太陽熱蒸留の新機能性材料として有効であることが示唆された。一方、効率的な太陽熱蒸留装置の設計という観点から、複数の装置デザイン設計を行い、また、予備的な熱・物質移動シミュレーションを実施することで、階段型蒸留装置などがより効率的な太陽光吸収・淡水化収量を可能とするということが示唆された。
期刊论文(2)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Water distillation tower: Experimental investigation, economic assessment, and performance prediction using optimized machine-learning model
DOI： 10.1016/j.jclepro.2023.135896
发表时间： 2023-01
期刊： Journal of Cleaner Production
影响因子： 11.1
作者： [Ammar H. Elsheikh;E. El-Said;M. A. Abd Elaziz;Mana Fujii;H. El-Tahan]
通讯作者： Ammar H. Elsheikh;E. El-Said;M. A. Abd Elaziz;Mana Fujii;H. El-Tahan
Enhancing performance of solar distillers using functional materials
使用功能材料提高太阳能蒸馏器的性能
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [Elsheikh Ammar H., El-Said Emad M.S., Abd Elaziz Mohamed, Fujii Manabu, El-Tahan Hamed R., Ammar Elsheikh and Manabu Fujii]
通讯作者： Ammar Elsheikh and Manabu Fujii
ケモインフォマティクスによる溶存有機物の変換生成物同定と分子構造解析
  • 批准号：
    23K22893
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 资助金额：
    $3.24万
  • 财政年份：
    2024
  • 负责人：
    藤井 学
  • 依托单位：
    Tokyo Institute of Technology
廃棄汚泥由来バイオ炭の多機能性を活用した高度嫌気性消化技術の開発
  • 批准号：
    22KF0134
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.79万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    藤井 学
  • 依托单位：
    Tokyo Institute of Technology
超高分解能質量分析を駆使した変換生成物汚染実態解明とそれに基づく水質管理法の開発
  • 批准号：
    23KK0074
  • 项目类别：
    Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
  • 资助金额：
    $13.48万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    藤井 学
  • 依托单位：
    Tokyo Institute of Technology
多機能性複合材を活用した畜産系廃棄物の高度嫌気性消化技術開発
  • 批准号：
    22KF0140
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2023
  • 负责人：
    藤井 学
  • 依托单位：
    Tokyo Institute of Technology
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