微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出

戦略目標

「微小エネルギーの高効率変換・高度利用に資する革新的なエネルギー変換機能の原理解明、新物質・新デバイスの創製等の基盤技術の創出」

研究総括

谷口 研二 (大阪大学 名誉教授)

研究副総括

秋永 広幸 (産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門 総括研究主幹)

概要

 本研究領域は、様々な環境に存在する熱、光、振動、電波、生体など未利用で微小なエネルギーを、センサーや情報処理デバイス等での利用を目的としたμW~mW程度の電気エネルギーに変換(環境発電)する革新的な基盤技術の創出を目指します。
 具体的には、2つの大きな柱で研究を推進します。1つは熱、光、振動、電波、生体等のエネルギーを電気エネルギーに高効率に変換または高度に利用するための基盤技術の構築とその源となる基礎学理の創出です。これらは、全く新しい原理・新物質または新デバイスなどを用いて、未利用の微小エネルギーを電気エネルギーに変換する研究であり、例えばスピンとトポロジーの相関等、革新的なエネルギー変換に資する原理の解明・実証、及びそれらを活用した新物質の創製や、従来の特性や機能を飛躍的に向上させる優れた物性を有する新物質の創製に挑戦します。もう1つの柱は、上記基盤技術の創出のための理論・解析評価・材料設計の研究で、エネルギー変換時における物理現象(材料物性、界面、輸送現象等)の新しい解析技術の構築や、物性理論に基づく、あるいは計算機シミュレーションを駆使した、新たな材料設計の指針を提示することに挑戦します。これら2つの柱は、相互補完的に密接に結びついて研究を進めることが非常に重要です。
 したがって、本研究領域では、挑戦的な提案を求めつつ、領域終了時には、革新的な新原理、新物質、新デバイスが検証・実証できること、それらが次の研究開発ステージに繋がることを目指して研究を推進します。
 そのため、研究総括及び副研究総括の強い統率の下、CREST・さきがけを複合領域として一体的に推進し、成果最大化のために研究チームの再編や研究進捗の調整、また課題間の連携などに取り組みます。

 

 本研究領域は、文部科学省の選定した戦略目標「微小エネルギーの高効率変換・高度利用に資する革新的なエネルギー変換機能の原理解明、新物質・新デバイスの創製等の基盤技術の創出」のもとに、平成27年度に発足しました。

領域アドバイザー

青合 利明 富士フイルム株式会社 参与
大野 英男 東北大学 電気通信研究所 教授、所長
齊藤 英治 東北大学 原子分子材料科学高等研究機構 金属材料研究所 教授
篠原 真毅 京都大学 生存圏研究所 教授
白石 賢二 名古屋大学 未来材料・システム研究所 教授
高柳 万里子 株式会社東芝 ストレージ&デバイスソリューション社 技術企画部 参事
藤田 博之 東京大学 生産技術研究所 マイクロナノ学際研究センター 教授
舟窪 浩 東京工業大学 物質理工学院 材料系 教授
宮野 健次郎 物質・材料研究機構 フェロー
山田 由佳 産業技術総合研究所 イノベーション推進本部 総括企画主幹

領域運営アドバイザー

竹内 敬治 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ経営研究所社会・環境戦略コンサルティングユニット シニアマネージャー

平成27年度採択分

磁歪式振動発電の実用化に向けた革新的メカニズム・材料の創成

研究代表者(所属)

上野 敏幸 (金沢大学 理工研究域電子情報学系 准教授)

軌道/電荷の揺らぎを用いた低熱伝導性-高電気伝導性素子の開発

研究代表者(所属)

勝藤 拓郎 (早稲田大学 理工学術院 教授)

高出力環境発電のための革新的エレクトレット材料の創成

研究代表者(所属)

鈴木 雄二 (東京大学 大学院工学系研究科 教授)

エレクトレットMEMS振動・トライボ発電

研究代表者(所属)

年吉 洋 (東京大学 生産技術研究所 教授)

トポロジカルな電子構造を利用した革新的エネルギーハーヴェスティングの基盤技術創製

研究代表者(所属)

中辻 知 (東京大学 物性研究所 教授)

新規な磁性半導体熱電材料を用いた熱電発電デバイスの研究開発

研究代表者(所属)

森 孝雄 (物質・材料研究機構 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA) 主任研究代表者)

計算フォノニクスを駆使したオン・シリコン熱電デバイスの開発

研究代表者(所属)

渡邉 孝信 (早稲田大学 理工学術院 教授)

平成28年度採択分

Super Steep トランジスタ とMeta MaterialアンテナによるnW級環境RF発電技術の創出

研究代表者(所属)

石橋 孝一郎 (電気通信大学 大学院情報理工学研究科 教授)

超薄膜材料を用いた電解液流体発電技術の創出

研究代表者(所属)

大野 雄高 (名古屋大学 未来材料・システム研究所 教授)

ナノワイヤ半導体を用いた環境電波発電デバイスの研究開発

研究代表者(所属)

河口 研一 (富士通株式会社 ワイヤレスシステム事業部 研究員)

分極制御非鉛圧電薄膜による高効率MEMS振動発電素子の創製

研究代表者(所属)

神野 伊策 (神戸大学 大学院工学研究科 教授)

メカノ・サーマル機能化による多機能汎用熱電デバイスの開発

研究代表者(所属)

塩見 淳一郎 (東京大学 大学院工学系研究科 准教授)

ラットリングとローンペアの融合的活用による熱電材料の開発

研究代表者(所属)

李 哲虎 (産業技術総合研究所 省エネルギー研究部門 主任研究員)

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