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ソーレー効果を利用した光学的センシング手法による物質輸送現象の解明に関する研究

利用索雷效应的光学传感方法阐明质量传递现象的研究

基本信息

批准号：
16J02498
负责人：
松浦弘明
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

平成30年度は、前年度に引続きソーレー効果(温度勾配を駆動力とする物質輸送現象)を利用した光学的物質輸送センシング技術「ソーレー強制レイリー散乱法」の開発を進め、以下のような成果を得た。(1)構造が異なる電解質膜内のメタノール水溶液拡散係数センシング: 直接メタノール型燃料電池で重要と考えられる高分子電解質膜内メタノール水溶液の物質拡散係数の測定のため、物質輸送の励起に赤外光を用いる赤外ソーレー強制レイリー散乱法の開発を行ってきたが、これまで用いていた電解質膜であるNafionに加えて、構造が異なる電解質膜であるAquivionを用い、膜内物質輸送の違いが評価されるか検討を行った。2種類の電解質膜をメタノール水溶液に湿潤させ、膜内水溶液の拡散係数測定を行った結果、Aquivion膜内の拡散係数がより大きく物質拡散の自由度が高いことが明らかになった。(2)赤外ソーレー強制レイリー散乱法によるソーレー係数測定の妥当性評価: これまで赤外ソーレー強制レイリー散乱法を電解質膜内水溶液の物質拡散係数測定技術として開発してきたが、物質拡散係数に加えて水溶液系のソーレー係数が測定可能かどうか検討した。比較可能なソーレー係数の値が存在するエタノール水溶液について信号を取得し、解析を行ったところ、得られた物質拡散係数とソーレー係数は他グループによる測定値とよく一致し、その妥当性が確認できた。(3)多波長赤外ソーレー強制レイリー散乱法の提案: 赤外ソーレー強制レイリー散乱法に、屈折率の波長依存性を利用する複数波長検出技術を組み合わせることができれば、多成分水溶液系のソーレー係数の測定が可能になると考えられる。この実現に向けて、観察用レーザーのラマン-ナス回折を利用する赤外ソーレー強制レイリー散乱法の測定システムに、複数の観察用レーザーを組み込むための光学系デザインについて検討した。

30 annual は pp.47-53, former annual に lead 続きソーレー unseen fruit (temperature hook with を駆 power とする material transport phenomena) を using した optical material conveying センシング technology "ソーレー forced レイリー scattered method" の open 発をめ, the following のようたをな achievements. (1) Construction of が different なる electrolyte membrane, <s:1> メタノ <s:1> <s:1> aqueous solution 拡 dispersion coefficient セシシググググググ: Direct メタノール type fuel cell で important と exam えられる in polymer electrolyte membrane メタノール aqueous の material company, dispersion coefficient ののため, material conveying の wound up outside に red light を use いる red outside ソーレー forced レイリー scattered method の open 発を line ってきたが, これまで with いていた electrolyte membrane である Nafion に plus えて, structure Build が different なる electrolyte membrane である Aquivion を using material conveying の violations いい, membrane が review 価されるか検 line for をった. 2 kinds の electrolyte membrane をメタノール aqueous に wet させ, membrane in aqueous solution の line company, dispersion coefficient determination をった results, Aquivion membrane の within company, dispersion coefficient がより big きく scattered の material company, high degree of freedom がいことが Ming らかになった. (2) Red external ソ, レ, レ, forced レ, リ, リ, scattered method によるソ, レ, determination of the レ coefficient of determination 価. Evaluation of the appropriateness: 価これまで red outside ソーレー forced レイリーを scattered method in aqueous electrolyte membrane の material company, dispersion coefficient measurement technology として open 発してきたが, material company, dispersion coefficient にえて aqueous solution is のソーレー coefficient が may かどうか beg し検た. More likely なソーレー coefficient on の numerical が exist するエタノール aqueous につい analytical line をって signal を obtain し, たところ, られた material company, dispersion coefficient とソーレー coefficient は he グループによる on determination of numerical とよく consistent し, その justice が confirm できた. (3) many wavelength red outside ソーレー forced レイリーの the scattered laws: red outside ソーレー forced レイリーに scattered method, inflectional の wavelength dependence を using する plural wavelength 検を technology group み close わせることができれば, multiple components aqueous solution is のソーレー coefficient のが may になると exam えられる. この be am に to けて and examines 観 with レーザーのラマン - ナス inflexion を using する red outside ソーレー forced レイリー scattered の method to determine the システムに, plural の観 examine with レーザーを group み込むための optics デザインについて beg し検た.