ガラスに光当て電流発生 東工大とスイス大学が研究 ｜ 共同通信
【ジュネーブ共同】東京工業大とスイス連邦工科大ローザンヌ校（EPFL）が共同研究で、光が当たると電流が発生するガラスを作り出した。レーザーで特定のガラスの表面に回路を書き込むだけで、ガラスに半導体のような機能を持たせられる。将来的に透明なガラス窓そのものを、光を検知するセンサーや光からエネルギーを生み出す装置にできる可能性がある。 研究結果は1月、米科学誌「フィジカル・レビュー・アプライド」電子版に掲載された。 光ファイバーなどに使われる工業用ガラスの組成を少しずつ変えながら、高性能なレーザーを照射する実験を繰り返した。どのように物質が変化するかを確かめる中で、半導体の材料となる物質が生み出されているのを偶然見つけた。 そこでレーザーでガラスの表面に回路を書き込んだ後、目に見えない紫外線や可視光線を当てたところ、電流の発生を確認した。レーザーの専門家であるEPFLのベルアール准教授は「何も
東大など、アンモニアから手軽に電気を取り出す手法を開発
東京大学(東大)および東邦大学の研究チームは、ルテニウム錯体を触媒として、酸化剤と塩基を組み合わせた反応系を用いることで、室温にてアンモニアから窒素分子と電子とプロトンを同時に得ることが可能な手法を開発したことを明らかにした。 同成果は、東大 大学院工学系研究科 エネルギー・資源フロンティアセンターの中島一成 准教授、同 大学院工学系研究科 システム創成学専攻の 戸田広樹氏(博士課程1年生)、同 大学院工学系研究科 システム創成学専攻の西林仁昭 教授、東邦大学 薬学部の坂田健 教授らによるもの。詳細は、7月24日付の「Nature Chemistry」(オンライン版)に掲載された。 再生可能エネルギーの活用が世界的に期待されているが、得られたエネルギーをどのように貯蔵、運搬するか、といった課題があり、低圧で液化できる取り扱いの容易さ、高いエネルギー密度、利用した際に二酸化炭素を排出しないと
近大、トリチウム水の分離に成功 原発汚染水処理に期待 ｜ 共同通信
汚染水から、放射性物質の一種「トリチウム」を含んだ水を分離して取り除くことに成功したと、近畿大工学部（広島県東広島市）などが27日、発表した。 トリチウム水は通常の水とよく似た化学的性質を持つことから、分離が難しいとされる。事故を起こした東京電力福島第1原発では既存の処理設備で取り除けないため、トリチウムを含んだ汚染水が敷地内にたまり続けており、処理につながる技術として期待される。 井原辰彦教授（無機材料化学）らは超微細な穴を多数持つ構造のフィルターを開発。トリチウムを含んだ汚染水を通すと、穴にトリチウムを含んだ水だけが残り、高い効率で分離できたという。
ごみを丸ごとエタノールに変換 世界初の技術、積水化学など開発
積水化学工業は12月6日、米LanzaTechと共同で、ごみを丸ごとエタノールに変換する生産技術の開発に世界で初めて成功したと発表した。ごみ処理施設に収集されたごみを分別することなくガス化し、微生物によってこのガスを効率的にエタノールに変換できたという。熱や圧力を用いることなくごみをエタノール化でき、「まさに“ごみ”を“都市油田”に替える技術」だとアピールしている。 収集されたごみは雑多で、含まれる成分・組成の変動が大きい。ごみを分子レベルに分解する「ガス化」の技術は確立されており、微生物触媒を使ってこのガスを分解する技術もあるが、ガスにはさまざまな夾雑物質（余計な物質）が含まれるため、そのままの状態では、微生物触媒の利用が難しかった。 両社は今回、ガスに含まれる夾雑物質を特定し、その状態をリアルタイムでモニタリングする制御技術を開発。また、ごみに含まれる成分や組成の変動に応じて微生物の生
液体使わず…発火の心配ないスマホ電池材料、東工大発見：朝日新聞デジタル
スマートフォンや携帯ゲーム機などに広く使われているリチウムイオン電池の次世代電池「全固体電池」の新たな材料を、東京工業大学の菅野了次教授らが発見した。液漏れや発火事故の心配が無く、高性能化もみこめる。実用化に近づく成果という。大学が１４日発表する。 リチウムイオン電池は通常、材料に「電解液」という液体を使う。正極と負極の間にある電解液にイオンを流して電気を取り出すしくみだ。だが、電解液は可燃性の物質を含み、発火や液漏れなどの事故の可能性があり、飛行機内への持ち込みが制限される場合もある。そこで、液体を使わず安全性の高い全固体電池が次世代電池の有力候補として注目されている。 固体は液体よりイオンが流れにくく、電流を取り出しにくいことが課題だったが、菅野教授らは２０１１年、電解液に匹敵する性能の固体の電池材料をつくった。ただ、高価なレアメタルであるゲルマニウムを使っていた。 今回、スズやケイ素
太陽光と水から水素燃料生成する人工光合成向け光触媒を開発 - BNL
米国ブルックヘブン国立研究所(BNL)は、太陽光と水を利用して水素を生成する人工光合成向けの光触媒を開発した。研究を進める中で、どのような形態の触媒が人工光合成の効率を高めるかについて、新しい知見が得られたという。研究論文は、米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」に掲載された。 開発された人工光合成用光触媒の模式図。光吸収を担うルテニウム金属イオンの触媒反応中心6個と、水素生成を促すロジウム金属イオン1個をもつ超分子である(出所：BNL) 同チームが開発した人工光合成用触媒は、2種類の光触媒が組み合わさって、1つの「超分子」を形づくるように設計されている。超分子は、ルテニウム金属イオンの触媒反応中心を複数もった光吸収部と、ロジウム金属イオンの触媒反応中心1個をもった水素生成反応促進部、さらにこれらの部位の間をつなぐ架橋分子から構成さ
トヨタ、電解液中のリチウムイオンの挙動を観察する手法を開発
トヨタ自動車(トヨタ)は11月24日、リチウム(Li)イオン電池が充放電する際の電解液中のLiイオンの挙動を観察する手法を開発したと発表した。 Liイオン電池においては、充放電によって電極や電解液中のLiイオンの偏りが発生することが知られている。この偏りは、電池の使用領域を制限し、電池の持つ性能を最大限引き出せる領域が減少する原因のひとつとなっているが、これまでの手法では製品の環境・条件と同一の状態で電解液中のLiイオンの挙動が確認できないため、そのメカニズムは不明となっていた。 今回トヨタは、大型放射光施設「SPring-8」の豊田ビームラインにおいて、レントゲン装置の約10億倍の大強度X線を用いることで、0.65μ/pixの高解像度かつ100ミリ秒/コマの高速計測を可能とした。 また、多くのLiイオン電池で使用されているリンを含む電解液ではなく、重元素を含む電解液を使用し、Liイオンが
リチウムイオン電池寿命を12倍に、正極加工に新手法
安永はリチウムイオン電池の寿命を大幅に向上する技術を開発した。正極に微細な加工を施すことで、活物質の剥離を抑制力を高めるというもので、充放電サイクル試験では同社製品比で寿命を約12倍にまで向上させられたという。 エンジン部品や工作機械、電池製造などを手掛ける安永は2016年11月22日、リチウムイオン電池の正極板製造に独自技術を導入し、電池寿命を同社の従来製品比で12倍以上に向上させることに成功したと発表した。微細加工技術を用い、正極板の集電体と活物質の結合力を改良することで実現した。 電池反応の中心的役割を担い、電子を送り出し受け取る酸化・還元反応を行う活物質。この活物質と集電体（電極）は、一般にバインダーなどの結着材の力で面結合している。しかセル製作時の曲げ応力や、充放電による活物質の膨張収縮などによって徐々に剥離していく。そしてこの剥離が電池の寿命に大きく影響する。 そこで安永はこの
東北大、天然ゴムを試験管内で合成することに成功
東北大学は11月16日、天然ゴムの生合成に必要なタンパク質を発見し、それらを再構成する手法を開発したことにより、天然ゴムに匹敵する分子量のポリイソプレンを試験管内で合成することに成功したと発表した。 同成果は、東北大学大学院工学研究科 高橋征司准教授、山下哲助教(研究当時、現在は金沢大学理工研究域物質化学系准教授)、同バイオ工学専攻応用生命化学講座 中山亨教授、住友ゴム工業、埼玉大学らの研究グループによるもので、10月28日付けの国際科学誌「eLife」に掲載された。 現在、産業的に利用される天然ゴムの大半は、熱帯から亜熱帯地域のプランテーションで栽培されるパラゴムノキより採取されるラテックスより生産されているが、世界的な需要の上昇に対応するため、天然ゴム高生産品種の分子育種や代替生物による生産などの方法が提案されてきた。そのためには、まず天然ゴムの生合成メカニズムの解明が不可欠であるが、
体温でもＯＫ…小熱源利用の発電シートを開発 : 科学・ＩＴ : 読売新聞（YOMIURI ONLINE）
人の体温やパソコンなど小さな熱源を利用して発電し、ねじったり折り曲げたりできるシートを開発したと、奈良先端科学技術大学院大（奈良県生駒市）の河合 壮 （ つよし ） 教授らの研究チームが発表した。 耐久性もあり、日本や欧米で特許を申請。実用化すれば車のエンジンや工場の配管など、様々な熱を有効利用できるようになるという。 独科学誌「アドバンスト・ファンクショナル・マテリアルズ」電子版に論文が掲載された。 開発したのは、筒状になった炭素分子「カーボンナノチューブ」で作った布に「クラウンエーテル」という液体の有機化合物と塩化ナトリウムなどを染み込ませ、樹脂でパッキングした厚さ約１ミリのシート。カーボンナノチューブと有機化合物の相互作用で、太陽電池と似た性質を持つ有機半導体ができ、光の代わりに熱（温度差）に反応して発電する。 実験の結果、１５０度の高温に１か月間さらしても、ほとんど劣化せず発電でき
福島のセシウム「ガラス状」…森林で採取の葉 : 科学・ＩＴ : 読売新聞（YOMIURI ONLINE）
福島県内の森林で採取した放射性の微粒子を分析したところ、ガラスの中にセシウムが溶け込んだ構造であることが分かったと、小暮敏博・東京大准教授らの研究チームが発表した。 微粒子は、東京電力福島第一原子力発電所事故の際、原発の内部にあった物質が高温状態で混じってできたものとみられ、炉内で起きた反応などを知る手がかりになる可能性がある。英電子版科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に論文が掲載された。 微粒子は２０１１年夏、杉の葉の表面で見つかった。大きさは数マイクロ・メートル程度。電子顕微鏡などで分析したところ、窓ガラスなどと同じケイ酸塩ガラスが主成分で、放射性セシウムのほかに鉄や亜鉛などが含まれていた。セシウムは微粒子の外側ほど高濃度で、徐々に粒子外へ溶け出すことも実験で判明した。 小暮准教授は「飛散した微粒子の量や、セシウムが溶け出す条件などを詳しく調べれば、環境への影響の解明につながる」
理研など、有機薄膜太陽電池の光エネルギー損失を無機太陽電池並みまで低減
科学技術振興機構(JST)と理化学研究所(理研)および京都大学(京大)は12月2日、新たに開発した半導体ポリマーを用いることで、有機薄膜太陽電池の光エネルギー損失を無機太陽電池並みまで低減することに成功したと発表した。 同成果は、理化学研究所 創発物性科学研究センター 尾坂格 上級研究員、瀧宮和男 グループディレクターと京都大学大学院 工学研究科 大北英生准教授らの研究チームによるもので、12月2日付けの英科学誌「Nature Communications」オンライン版に掲載される。 半導体ポリマーをp型半導体材料注として用いる有機薄膜太陽電池(OPV)は、次世代の太陽電池として注目されている。しかし、吸収した太陽光エネルギーを電力に変換する際に失うエネルギー(光エネルギー損失)が0.7～1.0eVと、市販のシリコン太陽電池などの無機太陽電池が0.5eV以下であるのに対して非常に大きい値を
常温常圧で水素を取り出す生体触媒を開発、白金の代替に期待
科学技術振興機構は、温和な条件で水素ガスを生成、分解する半合成型鉄ヒドロゲナーゼ酵素の創出に成功したと発表した。 燃料電池を含む水素の工業利用については、触媒として白金などの希少金属が利用されており、コスト面や量産化の面で大きな課題を抱えている。政府などが訴える水素社会の実現に向けては、大幅なコストダウンが必須となるが、そのためには、これらの高額な希少金属の代替物質の発見が重要になる。 一方で、自然界を見た場合、さまざまな微生物が常温常圧の通常環境において水素ガスを生産しているという状況がある。これらの微生物は「ヒドロゲナーゼ」酵素と呼ばれる生体触媒を用いて水素ガスの活性化を実現している。今回の研究開発で実現したのは、このヒドロゲナーゼ酵素の創出に成功したというものだ。 科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業において、マックスプランク陸生微生物学研究所のグループリーダー嶋盛吾氏ら
ソーラーカーの車体重量は成人男性1人分、成形厚0.06mmの炭素繊維織物で実現
工学院大学が2015年7月に発表した、新開発のソーラーカー「OWL（アウル）」。世界最大規模のソーラーカーレース「World Solar Challenge（WSC） 2015」（開催期間：2015年10月18～25日）に参戦するための車両である（関連記事：「惨敗から学び栄光つかむ」、工学院大が世界最大のソーラーカーレースに再挑戦）。 前回の「WSC 2013」挑戦の際に得た経験を反映するとともに、2人乗り以上が対象となる「クルーザークラス」への参戦クラス変更などとも合わせて開発が進められた。 ソーラーカーは、その名の通り、車両に搭載する太陽光発電パネルで発電した電力によって走行する車両のことだ。太陽光発電パネルの発電効率に幾分かの違いがあったとしても、1週間にわたるソーラーカーレースの期間中に得られる電力の総量はそれほど大きな差にはならない。やはり、その電力を使って、車両がどれだけ効率的
燃料電池の白金使用量を減らす新素材
東京工業大学の山元公寿教授らは、19個の原子で構成される白金粒子が、現行の燃料電池に採用されている白金担持カーボン触媒に比べて20倍の触媒活性を示すことを発見した。燃料電池に使用する白金の量を大幅に削減することができるため、燃料電池のコストダウンにつながる可能性が高い。 東京工業大学（東工大） 資源化学研究所の山元公寿教授と今岡享稔准教授らは2015年7月、19個の原子で構成される白金粒子（Pt19）が、現行の燃料電池に採用されている白金担持カーボン触媒に比べて20倍の触媒活性を示すことを発見したと発表した。この技術により、燃料電池に使用する白金の量を大幅に削減することができるため、燃料電池のコストダウンにつながる可能性が高い。 東工大の山元教授らは、「デンドリマー」と呼ばれる精密樹状高分子を用いた原子数が規定できる超精密ナノ粒子合成法を活用し、白金ナノ粒子の原子数を12から20個の範囲で
カーボンナノチューブで変換効率6％の有機薄膜太陽電池を開発、インジウムが不要に
東京大学大学院理学系研究科の松尾豊特任教授、工学系研究科の丸山茂夫教授らの研究グループは、カーボンナノチューブを有機薄膜太陽電池の透明電極として用いるための方法論を確立。レアメタルである「インジウム」を用いない有機薄膜太陽電池のエネルギー変換効率を向上させた他、カーボンナノチューブ薄膜の柔軟性を生かしたフレキシブルな太陽電池の開発に成功した（図1）。 レアメタルを使わず供給を安定化 有機系太陽電池は低エネルギー製造プロセスにより将来的に安価に製造されることが見込まれる新しい太陽電池で、世界中で活発に研究開発が行われている（関連記事）。 エネルギー変換効率や耐久性など解決すべき問題がまだあるものの、近年有機系太陽電池の一種である有機薄膜太陽電池ではエネルギー変換効率が10％を突破。同様に有機金属ペロブスカイト太陽電池では、エネルギー変換効率が20％を超えており、無機系の太陽電池であるアモルフ
人工光合成の実現に前進 - 岡山大など、酸素発生反応物質の原子構造を解明
岡山大学は、光合成による水分解反応を触媒する光化学系II複合体の構造を1.95Åの分解能で突き止めることに成功したと発表した。 同成果は、岡山大学大学院自然科学研究科の沈建仁 教授(同大光合成研究センター長)、菅倫寛 助教、秋田総理 助教、理化学研究所 放射光科学総合研究センター利用システム開発研究部門ビームライン基盤研究部の山本雅貴 部長、同生命系放射光利用システム開発ユニットの吾郷日出夫 専任研究員らによるもの。詳細は11月26日(英国時間)に、英国の科学雑誌「Nature」に掲載された。 藻類や植物が行う光合成の酸素発生反応は、葉緑体にある「光化学系II複合体」と呼ばれる19個のタンパク質から構成されるタンパク質複合体によって行われている。 これまで研究グループは日本の温泉由来のラン藻の一種から取り出した光化学系II複合体の結晶を作成し、その構造をSPring-8の放射光X線を用いて
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