宇佐美 徳隆

産廃シリコンのアップサイクルによる高機能材料創製

グラント番号：JPMJCR25S1

研究代表者

宇佐美 徳隆

主たる共同研究者

徳永 智春	名古屋大学 大学院工学研究科　准教授
徳増 崇	東北大学 流体科学研究所　教授
福山 敦彦	宮﨑大学 工学教育研究部　教授

研究概要

本研究では、廃棄太陽電池パネルや半導体基板製造工程に由来する産廃シリコンを潜在的資源と捉え、機能性材料へのアップサイクルを可能にする材料開発手法の学理構築を目指します。性能低下の要因とされがちな不純物や格子欠陥を、機能発現の起点として材料設計に活用し、新たな材料創製の可能性を追究します。さらに、材料創製、理論計算・データ科学、先端計測を統合し、低品位資源から高機能材料を開発する手法を体系化します。

佐藤 敏文

資源循環型社会を実現する“トポロジカルゴム”の創製

グラント番号：JPMJCR25S2

研究代表者

佐藤 敏文

主たる共同研究者

土肥 侑也	山形大学 大学院有機材料システム研究科　准教授
永木 愛一郎	北海道大学 大学院理学研究院　教授
宮田 智衆	東北大学 多元物質科学研究所　准教授

研究概要

本研究は、非架橋にもかかわらずゴム弾性を示す多環状高分子の特異なトポロジカルゴム弾性に関する基礎科学を確立する。本知見を基盤とし、非架橋な特徴に基づくマテリアルリサイクル性と、解重合性の設計によるケミカルリサイクル性を兼ね備えた新規ゴム材料を創製する。これにより、従来の化学架橋型ゴムが抱えるリサイクルに関する課題を克服し、持続可能な「ゴムからゴムへの資源循環」の実現を目指す。

西堀 英治

材料創製のための分解前駆現象と機能再生の学理構築

グラント番号：JPMJCR25S3

研究代表者

西堀 英治

主たる共同研究者

末國 晃一郎	九州大学 大学院総合理工学研究院　准教授
鄭 旭光	東北大学 大学院工学研究科　特任教授
山本 剛	九州大学 大学院工学研究院　准教授

研究概要

熱電変換特性や光機能性などを有する無機材料を対象に、光照射等による機能の高性能化と再生を実現する学理を構築する。材料の完全な熱分解の前段階で起こる分解前駆現象や光照射や加熱で起こる機能再生に起因する原子スケールからミクロンサイズまでの構造変化の起源を、我が国が強みを持つ先端放射光を最大限利活用した小角散乱、X線回折、分光その場計測と熱・応力分布解析により解明し、高性能化と再生の指針を導出する。

安井 伸太郎

ダイレクトリサイクルによる活物質循環型水系固体電池の創成

グラント番号：JPMJCR25S4

研究代表者

安井 伸太郎

主たる共同研究者

寺西 貴志

岡山大学 学術研究院環境生命自然科学学域　研究教授

研究概要

本研究は、地政学リスクの高い活物質へのダイレクトリサイクル(DR)を可能とする水系準固体電解質(3D-SLISE)を用いて、大気ハンドリング可能な水系プロセスにて安全に使える新奇リチウム準固体電池を創成する。DR・リユース材再生電池によるClosed材料循環システムを構築し、機能単位当たりのCO2排出量を大幅に低減させた新しいライフサイクルモデル蓄電池社会の開拓を目指す。

山本 剛

循環型高強度複合材料を実現する強度予測モデルの確立

グラント番号：JPMJCR25S5

研究代表者

山本 剛

主たる共同研究者

柴沼 一樹	東京大学 大学院工学系研究科　准教授
高橋 航圭	北海道大学 大学院工学研究院　准教授
田中 文彦	東レ（株） 複合材料研究所　主席研究員

研究概要

CFRP端材や廃材から回収した短尺炭素繊維を用いた射出成形複合材料を対象として、一切の合わせ込みパラメータを用いずに力学特性を予測可能な強度予測モデルを確立します。構築した予測モデルにより得た短繊維複合材料の力学特性を最大化するための設計指標に基づき、リサイクル繊維の種類やバージン繊維との組み合わせを設計し、既存バージン繊維を用いた短繊維複合材料製品の力学特性を上回る高強度複合材料を創製します。