National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) This page is a page of the former research institute. We stopped updating on March 31.2001.
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エネルギー変換材料部


 産業・社会において不可欠なエネルギーは、石油等の化学エネルギーから電気エネルギーへの変換など、多くの場合その利用形態に応じて変換を行う必要があります。また、地球環境保全から、化石燃料をいかに効率良くかつ環境にやさしい形で使うかという観点から、革新的な技術開発が求められています。
 当部は、電気化学における永年の伝統と実績に基づき、火力発電に比べて飛躍的に高い効率で発電できる溶融炭酸塩型を中心とした燃料電池の研究開発、および、夜間電力の効率的利用や電気自動車への利用を目指した電力貯蔵用リチウム電池の研究開発に取り組んでいます。ニューサンシャイン計画で取り上げたこれらのプロジェクトにおいて中核的役割を担っています。
 炭素やセラミックスもまた当部の伝統ある研究分野であり、高効率なガスタービンや水素燃焼タービンの開発に不可欠な耐熱性・耐食性に優れた構造材料を求めて、また、リチウム電池の負極用炭素材料、新しい機能の発現が期待される黒鉛層間化合物、ビスマス系酸化物超電導ウイスカー、パワー素子としての各種シリサイドなど機能材料創製を目指して、研究を行っております。



部 長

工学博士  澤田 吉裕
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 電池研究室
 燃料電池研究室
 イオン化学研究室
 超高温材料研究室
 無機機能材料研究室



○電池研究室

電子メールアドレス : battery@onri.go.jp

 電池研究室では、現在考えられる電池の中で最も高い理論エネルギー密度を持ち究極の電池と呼ばれる リチウム二次電池 の研究を行っています。軽くてコンパクトな電池は、需要家サイドでの昼夜間電力負荷の平準化や電気自動車用として開発が期待されているものです。非常に化学反応性が高いリチウム金属をいかにして安全性が高く、高エネルギー密度で、しかも長寿命の電池として使いこなすかが最大の課題であり、電極反応機構の解明や新規電池構成材料の開発に取り組んでいます。


○燃料電池研究室

電子メールアドレス : fuelcell@onri.go.jp

 燃料電池研究室では、天然ガスや石炭ガスから高い効率で直接発電ができる 溶融炭酸塩型燃料電池 の研究を行っています。このような燃料電池は、廃ガスや騒音などの問題もなく、環境にやさしい発電技術と言えます。650℃前後の温度で溶融させたアルカリ炭酸塩を電解質として用いるため、長期間にわたって安定して作動させるためには、電池構成材料の耐熱・耐食性が重要な課題です。溶融塩の基礎に立ち帰るとともに、新規材料の開発、各種材料の評価技術の確立に取り組んでいます。


○イオン化学研究室

電子メールアドレス : ionken@onri.go.jp

 イオン化学研究室では、エネルギーや電気化学に係わる基盤的研究に力を注いでいます。まず、固体の中のイオンに着目して、 固体電解質型燃料電池や高温水蒸気電解 に用いられる新規な酸化物系酸素イオン導伝体の探索と製造加工法の研究を行っています。また、溶融塩と固体との相互作用を利用した高輝度蛍光体の合成、水溶液中における活性炭素への各種物質の吸着などの研究を行っています。


○超高温材料研究室

電子メールアドレス : koonzai@onri.go.jp

 超高温材料研究室では、炭素材料を中心に研究を行っています。炭素材料は、2000℃を越える超高温下においても十分な強度を持たせることができる唯一の材料として、水素燃焼タービンなどへの利用が期待されています。このため、 炭素繊維複合材料 におけるミクロレベルでの構造制御や、極限環境下での酸化腐食挙動などの特性解明に取り組んでいます。また、炭素材料の新たな可能性を求めて、電極材料としての利用研究のほか、新規な黒鉛層間化合物の創製などの研究を進めています。


○無機機能材料研究室

電子メールアドレス : mukiken@onri.go.jp

 無機機能材料研究室では、セラミック材料を中心に研究を行っています。セラミックスを用いたガスタービンなどでは、運転温度を上げることによって高い効率を得ることができます。このため、”脆い”という弱点をいかに克服するか、原子レベルからナノレベルに至る構造制御に取り組むとともに、セラミックコーティングの研究なども進めています。また、ガラス固化体を経由する新しい手法による ビスマス系酸化物超伝導ウイスカー について、臨界電流や臨界磁場の向上に取り組んでいます。


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○リチウム二次電池反応の模式図

○リチウム二次電池反応の性能比較


○溶融炭酸塩型燃料電池の原理

○固体電解質を用いた高温水蒸気電解と燃料電池の原理図

○超伝導ウィスカーのSEM写真

○触媒制御による炭素繊維/炭素複合素材の製造方法


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by M.Taniguchi, Osaka Natl. Res. Inst.