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理工学部理工学科応用化学システムコース・ 大学院先端技術科学教育部 物質生命システム工学専攻化学機能創生コース

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化学プロセス工学講座

C-1グループ(無機材料化学)

メンバー

実際にみなさんの身のまわりで使用されている機能性無機材料の構造と物性との関係を明らかにすることにより、その機能性の原因を明らかにし、新しい・より使いやすい機能性無機材料を創り出す研究を行っています。 例えば、透明導電性酸化物と呼ばれる材料は、液晶ディスプレイや太陽電池の可視光透過電極として使われています。 現在使われている透明導電性酸化物の代表は、ITOと呼ばれている酸化インジウムに酸化スズを少量添加したもの(In:Sn=90:10程度)ですが、インジウムが稀少元素のため少しでもその使用量を減らす試みがなされています。当研究室ではこのITOに代わる物質として酸化インジウム−酸化亜鉛系アモルファス薄膜(In:Sn=80〜70:20〜30)に着目し、 その製膜時の条件による構造の変化と、光透過性・電気伝導性の変化の関係を、実験的に、かつ分子軌道法を用いて理論的に調べています。また、無機顔料はインクジェットプリンタ用インクなどに使われる有機顔料に比べ耐光性・耐久性に優れるものの有害な元素を含むものが多く、赤のベンガラ(酸化鉄)や白の酸化チタン・酸化亜鉛以外には多くは使われてきませんでした。当研究室ではエコロジカルな元素よりなるペロブスカイト型LaTiO2NのO/N比やTi/La比を定比から変化させて、あるいはLaの一部をSrで置換するなどして、基礎吸収端の位置や基礎吸収端以降長波長側の反射率などを制御することにより赤・黄・(緑・)青の3原色を呈する酸窒化物顔料の開発に成功しています。その他、酸窒化物系蛍光体、SOFC用インターコネクタ酸化物、リチウムイオン2次電池用正極材料、酸化チタン系光触媒、酸化鉄系燃焼触媒、ゼロ熱膨張材料の開発などを行っています。

C-2グループ(移動操作工学)

メンバー

物質の生産あるいは処理に必要な加熱・混合・分離などの様々な工程(プロセス)設計に関係した化学工学の学問分野の基礎知識・技術の教育・研究を担当しています。化学工学は工業的な物質生産といった領域を越え、環境汚染物質の除去・処理法の開発など環境問題、エネルギー問題、材料プロセッシングなどの領域にも密接に関連し、発展している学問分野です。当研究室では、特にガス吸収・吸着・膜分離など異相界面(気体−液体、液体−固体、気体−固体)を通しての分子やイオンの移動現象を解析して、高度な物質分離を行うためのプロセス開発や分離材の開発などの研究を行っています。

詳しくはC-2グループのホームページへ

C-3グループ(化学反応工学)

メンバー

触媒研究およびプロセス開発の分野を担当しています。多成分系の複合酸化物やリン酸化合物、たとえばバナジン酸マグネシウムやアパタイト触媒における活性サイトの同定と天然ガスや液化石油ガスなどのアルカンの酸化脱水素触媒機能を明らかにする研究を行っています。さらに、徳島県の未利用資源に基づく枯渇資源リンの代替資源開発、環境庁からの厳しい水質規制に対応する水溶性重金属、リン、アンモニアなどを除去する技術開発とともに装置工学的研究を展開しています。

また、近年注目されている水素製造技術に関する研究を進めています。特に、水素の生成と分離を同時に行うパラジウム膜を用いた膜型反応器によるバイオエタノールからの水素生成に注目しています。具体的には、セラミックス微粒子により多孔質SUS支持体表面を平滑化し高い水素透過性を実現するパラジウム薄膜の形成をめざしています。さらに、熱の有効利用の観点から、低温排熱で再生可能な水蒸気吸着材や、特異な表面処理により伝熱性を向上させたプレート式熱交換器の開発も行っています。

さらに、水素エネルギーキャリアに関する研究を行っています。限りある化石燃料資源の効率的な利用を推進させるためには、燃料電池発電システムを軸とした水素エネルギー社会の構築が重要です。しかし、水素は貯蔵性・運搬性が悪いため、他の物質、エネルギーキャリアに変換して取り扱うことが望まれています。現在は、アンモニアやメタノールなどの水素エネルギーキャリアに着目し、それらを合成したり利用したりするための固体触媒の開発を行っています。

詳しくはC-3グループのホームページへ