物質創製研究部

水素機能材料工学研究部門

Shin-ichi ORIMO

教授(兼 材料科学高等研究所)折茂 慎一

  • 准教授 髙木 成幸
  • 助教 佐藤 豊人
  • 助教 金  相侖

エネルギー利用のための水素化物の材料科学

本部門では、高効率でのエネルギー変換・貯蔵・輸送などに適した様々な材料の創製と社会実装を目指して、燃料電池やリチウムイオン電池、さらには電子物性や超伝導にも密接に関連する「エネルギー利用のための“水素化物” の材料科学」に取り組んでいます。主要テーマは、燃料電池などの水素エネルギー技術を支える基盤材料としての高密度水素貯蔵材料の開発です。具体的には、軽量金属元素や特異な結晶構造を有する新たな水素化物を合成し、最先端の原子・電子構造解析技術や計算材料科学を駆使して実験と理論の両面から材料開発を進めています。また、高密度水素貯蔵材料に加えて、高速イオン伝導材料やそれを実装した次世代エネルギーデバイスなどの開発などにも鋭意取り組んでいます。

高密度水素貯蔵材料、高速イオン伝導材料、次世代蓄電デバイス
水素の結合多様性を表す水素ダイアグラム

水素の結合多様性を表す水素ダイアグラム(中性水素H0、ヒドリドH-、プロトンH+、共有結合している水素HCOV.)(上)とキュービックマルチアンビルプレス(左下)を用いて合成したH- とHCOV. が共存する新規錯体水素化物Mg3CrH8(右下)(日本原子力研究開発機構、高エネルギー加速器研究機構、豊田中央研究所との共同研究)。

LiBH4 を固体電解質に実装した全固体リチウム硫黄二次電

(上) LiBH4 を固体電解質に実装した全固体リチウム硫黄二次電池(三菱ガス化学株式会社との共同研究)

(下) Na2B10H10における高速ナトリウムイオン伝導特性(東北大学大学院工学研究科およびアメリカ国立標準技術研究所との共同研究)。

金研とは