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 (CREST・さきがけ複合領域)

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 千葉大学 自然科学系教育研究機構 特任教授
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 東芝デバイス&ストレージ株式会社 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 パナソニック株式会社 ビジネスイノベーション本部 プロジェクト推進室 総括担当

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

研究者

採択
年度
氏名 所属 課題名
その他情報




27

黒崎 健 大阪大学
大学院工学研究科
准教授
変調ドープ高効率バルクナノシリコン熱電材料の開発
黒澤 昌志 名古屋大学
大学院工学研究科
物質科学専攻
講師
革新的多機能センサモジュール実現に向けた新しいIV族混晶熱電物質の創製
鈴木 孝明 群馬大学
大学院理工学府知能機械創製部門
准教授
柔軟な3次元微細構造を用いたポリマー振動発電
野村 政宏 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
准教授
熱フォノニクスの学理創出と高効率熱電変換への応用
藤岡 淳 東京大学
大学院工学系研究科
講師
トポロジカル半金属における熱・スピン起電力の開拓
藤ヶ谷 剛彦 九州大学
大学院工学研究院応用化学部門
准教授
半導体性単層CNTからなる熱電変換シートの創製
松野 丈夫 理化学研究所
石橋極微デバイス工学研究室
専任研究員
5d電子系酸化物のスピン流誘起熱電変換
湯浅 裕美(福澤裕美) 九州大学
大学院システム情報科学研究院
教授
スピンゼーベック発電増大に向けた新材料と新構造の探索研究
吉田 秀人 大阪大学
産業科学研究所
准教授
熱電ナノ材料の原子構造とナノスケール温度分布の可視化




28

片瀬 貴義 東京工業大学
科学技術創成研究院
准教授
遷移金属酸化物歪界面を利用したフォノンドラッグ熱電能の制御
酒井 英明 大阪大学
大学院理学研究科
准教授
多層ディラック磁性体における新奇熱磁気発電現象の開拓
高橋 竜太 東京大学
物性研究所
助教
メンブレン単結晶を用いた振動発電デバイスの創製
中嶋 宇史 東京理科大学
理学部
講師
柔構造制御に基づく機能性圧電ポリマーの創製
中村 優男 理化学研究所
創発物性科学研究センター
上級研究員
バルク光起電力効果による光電変換プロセスの機構解明と高効率化に向けた新材料開拓
野々口 斐之 奈良先端科学技術大学院大学
物質創成科学研究科
助教
超分子ドーピングを駆動力とする高性能ナノカーボン熱電膜の創製
村田 理尚 大阪工業大学
工学部
准教授
π拡張型ジチオラート金属錯体を用いた中性熱電材料の創製
柳谷 隆彦 早稲田大学
電気・情報生命工学科
准教授
分極反転構造の圧電トランス薄膜音響共振子による電波発電
山田 智明 名古屋大学
大学院工学研究科
准教授
強誘電体ナノ構造の分極操作による巨大圧電膜の創製




29

衛 慶碩 産業技術総合研究所
ナノ材料研究部門
研究員
伝導性ポリマーによる熱充電可能な電気化学セルの創成
岡本 敏宏 東京大学
大学院新領域創成科学研究科物質系専攻
准教授
有機半導体の構造制御技術による革新的熱電材料の創製
小野 新平 (一財)電力中央研究所
材料科学研究所
上席研究員
イオン液体ゲルによる新奇メカノエレクトリック変換の解明と応用展開
小菅 厚子 大阪府立大学
大学院理学系研究科物理科学専攻
准教授
低温廃熱回収を目的とした熱電変換材料及びデバイスの開発
桜庭 裕弥 物質・材料研究機構
磁性・スピントロニクス材料研究拠点
主任研究員
異常ネルンスト効果を用いた新規スパイラル型熱電発電の創成
田中 有弥 千葉大学
先進科学センター
助教
極性分子配向薄膜を備えた新規振動発電器の創生
都甲 薫 筑波大学
数理物質系
准教授
新奇ドーピング機構に基づく高出力フレキシブル熱電変換シート
矢嶋 赳彬 東京大学
大学院工学系研究科
助教
抵抗変化素子を活用した環境発電用回路技術の創成
山根 大輔 東京工業大学
科学技術創成研究院未来産業技術研究所
助教
多層エレクトレット集積型CMOS-MEMS振動発電素子の創製

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