2024/12/03 更新

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アサノ シユウサク
浅野 周作
ASANO SHUSAKU
所属
工学研究院 化学工学部門 准教授
職名
准教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928022757
プロフィール
2018年11月~現在    現職 2018年4月~2018年10月 京都大学工学研究科 特定研究員 2015年4月~2018年3月 日本学術振興会特別研究員(DC1) 学位:2018年3月 博士(工学) 京都大学 論文題目: Rational Design of Micromixers and Reaction Control in Microreactors

学位

  • 博士(工学)

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 1 新奇な自律型リアクターシステムの開発 2 固体原料・液体触媒・副生粒子等に関する高度操作手法および反応装置開発 3 有機合成反応や結晶合成プロセスにおける反応工学

    研究キーワード: フローケミストリー, 自動実験, 反応工学, 動的制御

    研究期間: 2018年11月 - 2023年11月

受賞

  • 研究奨励賞

    2023年12月   化学工学会   自動化フローリアクターを活用した触媒反応解析

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    Pd 触媒上でのアルキン部分水素化反応を自動化フローリアクターで解析する研究に取り組んでいる。同反応においては,目的物アルケンから副生物アルカンへの過剰反応の抑制に,ある種の添加剤が有効であることが知られているものの,その作用機構には未解明点が数多い。この現状を打破すべく,上述の自動化装置とその制御ソフトウェアを独自開発し,反応工学的解析のための体系的データの迅速な取得を可能にした。物質移動の影響を排除した条件下での測定を実現するこの手法を,数多くの添加剤の評価に適用し,第一原理計算を援用しつつ,当該機序の本質的解明に繋がる重要な知見を得るのみならず,新たな高性能添加剤を提案するに至っている。これらの成果は,古典的な反応に関する研究上の未踏領域を,新たな視点から案出された独創的な方途で開拓する試みの1 つであり,実効的な精密反応解析の進展への多大な寄与が期待される。

  • Emerging Investigator in Flow Chemistry 2023

    2023年12月   Journal of Flow Chemistry  

  • Emerging Investigator in Flow Chemistry 2023

    2023年12月   Journal of Flow Chemistry  

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  • 研究奨励賞

    2023年12月   化学工学会   自動化フローリアクターを活用した触媒反応解析

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  • 反応工学部会研究賞

    2023年3月   化学工学会   マイクロリアクター設計論の構築と精密反応解析への応用

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論文

  • Enhancing the Strength of Formed Coke from Woody Biomass with the Addition of Biomass Extracts

    Okida, S; Dohi, H; Kudo, S; Wada, S; Shishido, T; Okuyama, N; Asano, S; Hayashi, JI

    ENERGY & FUELS   38 ( 17 )   16532 - 16542   2024年8月   ISSN:0887-0624 eISSN:1520-5029

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    出版者・発行元:Energy and Fuels  

    The replacement of coal with lignocellulosic biomass as feedstock for blast furnace coke is a crucial approach to decarbonizing the steel industry, which is a sector that is difficult to abate. Unlike the addition of a small amount of biomass or its charcoal to blended coal for conventional coke, the use of 100% biomass as a raw material is possible with formed coke, while its practical application requires an improvement in strength. Here, we report that the addition of a low-molecular-weight fraction obtained from degradative solvent extraction of biomass, called Soluble, is highly effective in enhancing the strength of the formed coke from softwood biomass. When used alone as a raw material, Soluble foams during carbonization, preventing coke formation. However, when mixed with woody biomass, it disperses within and between biomass particles during pelletization (hot press at 130 °C) or carbonization (cold press). Soluble has a minimal impact on the pyrolysis of biomass and dimensional changes of the biomass-derived carbonaceous substrate during carbonization, but it acts as a binder to sustain the strength of the resulting coke. As a result, the tensile strength of formed coke from biomass alone, which was 1.2 MPa with a cold press and 7.5 MPa with a hot press, improved with the increasing addition of Soluble, reaching around 25 MPa at 30 wt % addition. The effect of addition varied significantly depending on the preparation method and properties of Soluble, particularly highlighting the importance of the resolidification temperature during the carbonization process. This method was also effective for formed coke derived from lower-quality raw materials such as rice husk and lignite compared to softwood, but the optimal addition amount varied due to differences in the Soluble retention capacity.

    DOI: 10.1021/acs.energyfuels.4c02892

    Web of Science

    Scopus

  • Chaotic-flow-driven mixing in T- and V-shaped micromixers

    Asano, S; Kudo, S; Hayashi, J

    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL   489   2024年6月   ISSN:1385-8947 eISSN:1873-3212

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    出版者・発行元:Chemical Engineering Journal  

    T- and V-shaped (or arrow-shaped) micromixers enable the control of rapid chemical reactions by permitting accelerated mixing. Their mixing performance has been extensively investigated at moderate flow rates, which correspond to Reynolds numbers of the order of several hundreds. However, this operating range does not align with the recent applications of microreactors in organic synthesis. Therefore, this study examined mixing times in T- and V-shaped micromixers with 250-µm-wide channels at high flow rates (Reynolds numbers of up to 1500). The progress of mixing between an acidic solution and a basic solution containing a pH-sensitive fluorescent molecule was visualized by fluorescence microscopy imaging. An image analysis of 200 frames for each condition helped evaluate the degree of mixing and its stability over time under chaotic flow. The performance and stability of the V-shaped micromixer were significantly enhanced when the flow-rate ratio was changed from 1:1 to 1:2. The difference in momentum between the two inlet streams suppressed the undesirable alternation of the flow patterns at the junction. The effects of the choice of fluids (in the lower- and higher-flow-rate sides) on the reaction selectivity were explored through a numerical analysis. It was clarified that the substrate-side flow rate has to be set lower than that of the reactant side in the competing consecutive reaction system. Moreover, a short mixing time of 1 ms was achieved using the V-shaped micromixer at a flow-rate ratio of 1:2 and Re of 1500. These findings provide practical guidelines for the design and operation of microreactor systems.

    DOI: 10.1016/j.cej.2024.151183

    Web of Science

    Scopus

  • Green synthesis of binder-free plate from waste bamboo based on hydrothermal treatment

    Qianli Wang, Hiroki Komatsu, Shinji Kudo, Shusaku Asano, Jun-ichiro Hayashi

    Biomass Conversion and Biorefinery   2024年2月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s13399-024-05437-0

  • Assessing mixing uniformity in microreactors via in-line spectroscopy

    Shusaku Asano, Shinji Kudo, Taisuke Maki, Yosuke Muranaka, Kazuhiro Mae, Jun-ichiro Hayashi

    Chinese Journal of Chemical Engineering   66   119 - 124   2024年2月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.cjche.2023.09.009

  • Impact of gas-solid direct contact on gas-liquid-solid reaction performance in a flow reactor

    Shusaku Asano, Hiroyuki Miyamura, Mizuki Matsushita, Shinji Kudo, Shū Kobayashi, Jun-ichiro Hayashi

    Journal of Flow Chemistry   2023年11月

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    記述言語:その他   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s41981-023-00295-9

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書籍等出版物

  • フロー合成、連続生産のプロセス設計、条件設定と応用事例

    技術情報協会

    技術情報協会  2020年12月 

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    担当ページ:総ページ数:599p   記述言語:日本語  

  • 「フロー合成、連続生産のプロセス設計、条件設定と応用事例」

    浅野 周作,牧 泰輔,前 一廣(担当:共著)

    技術情報協会  2020年12月 

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    担当ページ:第三章第一節   記述言語:日本語   著書種別:学術書

講演・口頭発表等

  • Relationship between product composition and kinetics of precursor reduction during polyol synthesis of bimetallic nanoparticles 国際会議

    ASANO Shusaku, HIRAI Ryota, MAKI Taisuke, MAE Kazuhiro

    APCChE 2019 Congress  2019年9月 

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    開催年月日: 2019年5月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Hokkaido   国名:日本国  

  • Effect of mixing behaviors on fine particle synthesis in a flow microreactor 国際会議

    ASANO Shusaku, INOUE Shogo, MAKI Taisuke, MAE Kazuhiro

    APCChE 2019 Congress  2019年9月 

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    開催年月日: 2019年5月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Hokkaido   国名:日本国  

  • Biomass valorization for the carbon-neutral society: production of chemicals, metallurgical cokes, and high-strength materials 招待

    Shusaku Asano

    MIRAI2.0 R&I Week 2022  2022年11月 

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    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:その他  

    国名:その他  

  • 自動化フロー式反応装置を用いたヒドロシリル化反応の速度論的検討

    藤木暁唯、浅野周作、田原淳士、宇根悠太、工藤真二、林潤一郎

    化学工学会第51回秋季大会  2020年9月 

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    開催年月日: 2021年4月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:オンライン   国名:日本国  

  • Biochar-Assisted Water Electrolysis 国際会議

    Li Chen, Rei Nakamoto, Shinji Kudo, Shusaku Asano, Jun-ichiro Hayashi

    7th Sino-Australian Symposium on Advanced Coal and Biomass Utilisation Technologies  2019年12月 

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    開催年月日: 2020年12月 - 2020年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:Wuhan   国名:中華人民共和国  

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MISC

  • トピックス「フロー式反応器を用いる実験の自動化」

    浅野 周作

    化学工学   2020年12月

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    記述言語:日本語   掲載種別:記事・総説・解説・論説等(学術雑誌)  

所属学協会

  • 近畿化学協会

    2021年12月 - 現在

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  • 化学工学会

  • 近畿化学協会

  • American Chemical Society

  • 化学工学会

委員歴

  • 近畿化学協会フロー・マイクロ合成研究会   幹事  

    2023年12月 - 現在   

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    団体区分:学協会

    researchmap

学術貢献活動

  • シンポジウムオーガナイザー

    化学工学会 第54回秋季大会  ( 福岡 ) 2024年9月

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    種別:大会・シンポジウム等 

    参加者数:50

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:13

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2021年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:5

    日本語雑誌 査読論文数:0

    国際会議録 査読論文数:0

    国内会議録 査読論文数:0

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2020年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:1

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2019年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:4

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • CES-CHEM 国際共著

    2023年6月 - 2026年3月

    AUN/SEED-Net, JICA 

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    担当区分:研究分担者 

    https://ces-chem.buu.ac.th/

  • 可逆的触媒毒の選択的作用機構の解明と最適触媒毒構造導出法の構築

    研究課題/領域番号:22K14536  2022年 - 2023年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • バイオマス逐次炭化による基礎化学品と製鉄用コークスの製造

    研究課題/領域番号:21H04632  2021年 - 2024年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

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    担当区分:研究分担者  資金種別:科研費

  • フロー反応シミュレーションによる低エントロピー反応空間の基礎理論と設計論の構築

    研究課題/領域番号:21H05083  2021年 - 2023年

    日本学術振興会・文部科学省  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

  • 科学研究費助成事業 若手研究 「フローリアクターと自動実験の活用による錯体触媒失活機構の解明」

    2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会 

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    担当区分:研究代表者 

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教育活動概要

  • 卒業研究、修士論文研究、博士論文研究の指導

FD参加状況

  • 2023年10月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所FD

    主催組織:部局

  • 2022年1月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所FD

    主催組織:部局

  • 2021年1月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所FD

    主催組織:部局

  • 2020年1月   役割:参加   名称:先導物質化学研究所FD

    主催組織:部局

  • 2019年5月   役割:司会   名称:先導物質化学研究所FD

    主催組織:部局

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