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研究背景

現在、環境問題、化石燃料などエネルギー供給の逼迫、地球温暖化など、我々は、地球規模で解決しなければならない問題に直面しています。これらの解決は一朝一夕にはなりません。しかしながら、現世代の人間が、将来世代へ負の遺産を残さない「持続可能な社会(Sustainable Society)」の実現へ向けて、少しずつでも歩みを進める必要があります。我々の研究室では固体の中をイオンが動く現象を科学する固体イオニクス」を利用した環境調和型デバイスの研究・開発を通して、これらの問題の解決に貢献していきたいと考えています。

ご存じないかもしれませんが、実は、皆さんの周りには既に固体イオニクスを利用した製品がたくさんあります。

例えば、自動車の排気ガスをクリーンにするための制御用酸素センサーは殆どの車に実装され、排気ガスの清浄化に欠かせないものとなっています。また、携帯電話、ノートパソコンなどのモバイル機器はリチウムイオン電池がないと成り立たないでしょう。このリチウムイオン電池は次世代ハイブリット自動車への搭載も検討されています。さらに最近よく耳にする燃料電池の主要部材も固体中をイオンが動く膜(固体電解質)を利用しています。

我々の研究室では、固体イオニクスデバイス(Solid State Ionic Devices)の開発・高性能化に向け、固体中をイオンが動く現象を理解するための指導原理の確立を目指しています。

 

研究内容

環境にやさしいエネルギー変換デバイスの実現・普及に向けて
環境問題,エネルギー問題を解決し,持続可能社会を実現することは,21世紀の科学者・技術者に 課せられた大きな課題です.我々の研究室では,これらの問題の解決に資する,燃料電池やリチウム イオン二次電池など,環境にやさしいエネルギー変換デバイスの実現・普及のための基盤研究を行って います.特に,固体でありながらその中をイオンが高速移動できる“固体イオニクス”材料に着目し, イオン輸送,界面反応,欠陥構造についての学理を探求すると共に,それに基づく機能設計,材料開発を 行っています.また,固体イオニクスデバイスにおける材料,反応に関わる理解を深化させるべく, 高温/制御雰囲気/通電といった特殊環境下でのその場測定を可能とする高度分析技術の開発も行って います. 以上の研究を通し,固体イオニクス材料を利用した環境調和型エネルギー変換デバイスの開発 ならびに高性能化・高信頼性化に取り組んでいます.

マイクロX線吸収分光

  1. 固体酸化物形燃料電池/リチウムイオン二次電池の高性能化・高信頼性化
  2. 電気化学エネルギー変換デバイス評価のための高度その場分析技術の開発
  3. ヘテロ界面における電気化学現象に関する基礎研究
  4. 新規固体イオニクス材料の設計と創製

Fig.環境調和型エネルギー変換デバイスに関わる固体反応,固体内・界面イオン移動現象

 

研究テーマ

燃料電池


Liイオン電池