低炭素社会にむけて、高性能で低コストの革新的畜電池の開発が求められています。本研究では、究極の電池形態である全固体電池の実現を目的として、固体電解質として現在最も有望なガラス系硫化物材料を用いて、高出力と高エネルギー密度を兼ね備えた全固体リチウム二次電池の開発を行います。この革新的電池実現のために、電極/電解質界面の構造と反応を解明し、良好な電極/電解質固体界面を創るプロセスを開発します。

本研究では、アルコール、アンモニアを媒体として大気中の二酸化炭素濃度上昇のないカーボンニュートラルなエネルギー変換システムを提案し、それを実現するための新触媒の開発を行います。提案サイクルにおいて使用する燃料は液体であるため輸送が容易であり、かつ、アルカリ形燃料電池の適用により、サイクル中の貴金属使用量の低減が可能となります。さらに廃棄物の再生には、廃熱あるいは光エネルギーにより製造される水素を利用するため、環境負荷の少ないシステムとなります。

本研究では、全固体型アルカリ燃料電池の開発基盤の構築を行います。全固体型アルカリ燃料電池はほとんどの金属触媒を使える反面、実用的な電解質膜が存在しません。本研究では、従来のイオン伝導機構から考え直し、新しい高耐性OH-イオン伝導膜を開発します。白金触媒に縛られない自由な金属触媒による低コスト・高変換効率・多様な燃料への適用が可能な革新的全固体型アルカリ燃料電池の開発を世界的に加速させる基盤構築を目標とします。

本研究では、二酸化炭素排出抑制に大きな効果を持つ新概念の省エネルギー超低損失パワーデバイス実現のための基盤構築を行います。その候補として、特異な物性を持つダイヤモンド半導体を取り上げます。超低損失パワーデバイス実現に必要なダイヤモンド特有の物性の物理的理解、その物性を利用した新しいデバイス物理の構築、材料プロセス・デバイス作製プロセスの問題点の抽出とその解決策の検討を総合的に行い、超低損失パワーデバイスを提案・試作し、実用化への道筋をつけます。