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材料プロセス科学

研究室のHP

概要

エネルギー問題と環境問題。これらにまつわる議論が、
いまや世界の政治と経済までをも動かし始めています。
これまで人類がエネルギー源として依存してきた石油は、枯渇が心配され、
燃焼時に排出されるCO2は地球温暖化の原因のひとつと考えられています。
どちらも地球全体の運命を左右しかねない、大きな問題です。この問題を解決する「環境にやさしい」クリーンエネルギーが求められているのです。


その答えとして注目されているのが、電力です。
水素を用いて発電する燃料電池と、太陽光を利用して発電する太陽電池は、CO2削減に貢献する重要な装置として、ますます需要が高まることでしょう。
大量生産されるにつれ、エネルギーを生み出す能力の向上はもちろんのこと、 これら自身を製造するプロセスの環境負荷を低減することや、 製造装置の性能を高めてエネルギーのむだづかいをなくすことも、課題となります。
さらには、使用済み装置の回収や再利用まであわせて考えることで、
理想のクリーンエネルギーにもっと近づくことができるのです。


他方、ものづくりの現場では、いろいろな材料でその“表面”が重要な役割を果たしています。
たとえば、耐食性材料では、表面のさびを防ぐことで内部へのダメージをブロックしています。
また、触媒が機能を果たすのは、その表面においてです。
材料の表面に機能もたせることで、材料の性能と価値を高め、 資源のむだづかいをなくすことができるのです。
燃料電池や太陽電池の材料もその例外ではありません。


私達は先進の表面技術で、環境にやさしい材料を、環境にやさしいプロセスでつくるための研究に取り組んでいます。

T.燃料電池用触媒の開発に関する研究

燃料電池は電気化学反応により、水素から発電するする装置です。水素は、天然ガスやメタノール、バイオマスガスなど、さまざまな原料から取り出すことができ、発電時にCO2を排出しないので環境にもやさしいといえるでしょう。
ダイレクトメタノール型燃料電池は、出力が高い、効率が高い、作動温度が低い(100℃以下)、 小型化しやすいなどの利点があり、 モバイル装置や燃料電池自動車などの電源として、すでに実用化されています。
さらなる作動性の向上と小型化には、電極材料の高機能化が不可欠です。 炭素粉末表面に白金合金を坦持した触媒の新しい製造プロセスの研究に取り組んでいます。

U.新しい機能性薄膜の電析に関する研究

太陽電池は、内部の半導体に光が照射されることで電流が流れる “光起電力効果”を利用した発電方法です。現在では、材料にシリコンを用いたものが広く普及していますが、その他の原料を用いてさらに効率を高める研究が進められています。
太陽電池用の化合物半導体薄膜の電析や、金属とセラミック微粒子との共析を利用する複合電析による機能性複合材料薄膜の作成に関する研究を行っています。

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V.新しい機能性表面処理法の開発に関する研究

現在、鉄鋼材料の表面処理には亜鉛めっきが広く用いられていますが、将来、亜鉛資源の枯渇が心配されていることから”脱亜鉛法”の開発が望まれています。 亜鉛の使用量をより少なく、より薄く、より強く、複雑な形状にも対応できるといった利点を備えた、さまざまなめっき法の研究が進められています。

この候補として、独自の非水溶媒を用いる新しいAl合金電気めっき法の開発を行っています。

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W.水溶液材料プロセスに関する研究

水溶液を用いる材料プロセスは常温で行うことのできる、環境に優しい省エネルギー型のプロセスです。
水溶液を用いたレアメタルリサイクルプロセスや、新しい素材製造プロセスに関する研究を行ってゆきます。

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