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研究グループ&研究ラボ 概要

当部門は 9つの研究グループと 2つのラボで研究を実施しています。
ここでは研究グループの概要を紹介します。詳細は各研究グループのWebをご覧ください。

研究グループ 研究ラボ

エンジン燃焼排気制御グループ

自動車メーカが直面している「競争前領域」の共通課題等、自動車業界の全体的なニーズを正確に捉え、エンジン燃焼と排出ガス浄化に関する先進技術の開発に向けた基礎的および先導的研究を行います。また、次世代エンジンシステムの実用化に資する研究開発を実施し、運輸部門の石油依存度の大幅低減に貢献します。さらに、自動車燃料に係わる国内外標準化を継続的に推進します。


流体制御グループ

流体機械の空力特性や効率を飛躍的に向上するためには、センサ/アクチュエータといった先端的な流体制御デバイスの開発に加え、それらを統合した高度な制御システムの構築が必要不可欠です。流体制御グループでは、持続可能な開発目標(SDGs)および産業競争力強化を念頭に置いたグリーンイノベーションの実現を目指して、以下の研究に取り組んでいます。

  1. 流体制御デバイスを用いた自動車の空力特性向上による燃費改善技術の開発
  2. 垂直離着陸機(VTOL)の開発、航空機の飛行制御・効率向上
  3. 水素およびアンモニア燃焼ガスタービンシステムの開発
  4. 液体水素利用技術の開発、定置型水素エネルギー利用システムの開発

keywords : 自動車、ドローン、ガスタービン、流体制御、プラズマアクチュエータ、センサ、飛行制御、着氷防止、燃焼、水素、アンモニア、熱流体計測

熱流体システムグループ

持続可能な社会の実現に向けた技術的基盤を構築することを当グループの目標としています。 具体的なテーマとして、相変化伝熱、 ヒートポンプ・発電サイクルなどに係る要素技術や可視化計測や流体数値シミュレーションなどの計測評価技術の研究開発を推進しています。 また、燃料電池、水電解、および共電解技術といった熱および物質移動現象を伴う電気化学エネルギー変換機器の高効率化に向けた研究開発を行っています。

材料物性グループ

持続的発展可能な低炭素社会の実現に向けた取り組みとして、エネルギーを効率よく利用する技術開発や、二酸化炭素排出量削減する技術等の開発が強く望まれている。 当グループでは社会のニーズに答えるため、身の周りの熱から電力に変換する熱電変換材料の物性解明、新材料開発や熱電モジュール開発・評価など幅広い研究開発に取り組んでいます。 更に、二酸化炭素排出量の約2割を占める運輸部門の低炭素化のために、高エネルギー密度、大容量かつ高出力を持つポストリチウムイオン電池開発にも取り組んでいます。

keywords : 熱電材料、熱電発電、熱電モジュール、ペロブスカイト太陽電池、電極材料、リチウム硫黄電池、リチウムイオン電池


電機システムグループ

エネルギー資源の有効利用およびエネルギー利用の一層の高効率化に向け、電気・機械・化学エネルギーの変換および利用のための電機システムに関する以下の研究を行っています。

  1. 超電導技術を活用した航空機用電気推進システムおよび各種省エネルギー機器の開発、高温超電導線材製造・加工プロセス開発と評価技術の開発
  2. エネルギーデバイスの実用化に向けた新規カルコゲナイド材料の研究開発
  3. 水素と電力の相互高効率変換技術の開発

keywords : 超電導、航空機電動化、太陽電池、半導体の製膜・評価、高温水蒸気電解


化合物薄膜材料グループ

持続可能なスマートエネルギー社会に向けて化合物薄膜太陽電池の進化に貢献します。(Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2(CIS系)に代表される化合物薄膜を用いた超軽量太陽電池の開発や、高性能で低コストな次世代型多接合太陽電池の要素技術の研究開発など、化合物薄膜材料の基礎研究からデバイス化に関する応用研究まで幅広く取り組んでいます。
光吸収層や透明導電膜など太陽電池の構成部材の性能向上、新規材料の探索、デバイス開発を、先端的な物性評価技術を駆使しながら実践し、得られた成果を産学官連携のもと広く社会に還元します。

keywords : CIS系太陽電池、化合物薄膜、エネルギー変換、透明導電膜、フレキシブルエレクトロニクス


エネルギー変換技術グループ

エネルギーの電力化が加速する中、高効率なエネルギー変換技術の開発が求められています。当グループでは、高温作動のエネルギー変換デバイスに注目し、化石燃料やバイオマスなど種々の燃料を高効率に電力に変換する固体酸化物形燃料電池(SOFC)、再エネ等の余剰電力を高効率かつ高付加価値な燃料に変換する固体酸化物形電解セル(SOEC)に注力し、研究開発を実施してきました。特に、SOFCの耐久性・信頼性向上に対する取り組みでは、企業や大学と連携し、公的研究機関として主要な役割を担っています。今後も、固体イオニクス現象をベースとして、更なる高効率エネルギー変換デバイスについて、評価技術の開発も含め総合的に研究開発を実施することで、低炭素社会の実現に貢献します。

keywords : エネルギー変換デバイス、固体酸化物形燃料電池(SOFC)、固体酸化物形電解セル(SOEC)、固体イオニクス


エネルギー貯蔵システムグループ

カーボンニュートラルを実現するためには、再生可能エネルギーの大量導入と共に、低価格で高性能かつ安全性の高いエネルギー貯蔵システムの開発が不可欠であります。
当グループでは、レドックスフロー電池(RFB)やリチウムイオン電池(LiB)、全固体電池等の次世代二次電池に加えて、電気化学反応に基づいた水素やCO2を利用した新規な貯蔵技術の開発など、エネルギー貯蔵システムを構成する各種要素技術(材料・セル開発、安定性・性能評価、反応システム開発)の研究に取り組んでいます。
高効率なエネルギー貯蔵技術の開発を推進し、温室効果ガス削減・エネルギー資源の有効利用に貢献します。

keywords : レドックスフロー電池(RFB)、リチウムイオン電池(LiB)、全固体電池、CO2電解


エネルギー応用材料グループ

リチウム二次電池は、今後の低炭素社会を実現するデバイスとして、自動車用途、定置型電源などの大型用途や、IoT電源などの大型用途でも普及・展開が期待されており、そのためには安全性向上、長寿命化と共に、更なる高容量化・低コスト化がキーとなっています。
我々のグループでは、このような次世代液系リチウム二次電池、全固体リチウム二次電池の実現のため、新しい電極材料、固体電解質材料を始めとする高性能酸化物材料の開発を行っています。 また、そのための新しい製造プロセスの開拓や、結晶構造解析技術、物性評価技術を適用することで、新しい材料設計を進めています。

keywords : 無機材料合成、単結晶育成、結晶構造解析、リチウム二次電池、全固体リチウム二次電池


次世代自動車エンジン研究ラボ

自動車技術に関する協調領域の研究課題に対して、分野融合によりオール産総研として取り組み、日本の産業競争力強化に貢献します。従来のエンジン燃焼や排気後処理関連だけでなく、システム制御、分析、システム評価,材料技術等を専門とする研究者等にも幅広く参加を呼びかけ、産総研におけるエンジン技術の結集を図り、自動車メーカと協力してエンジンシステムの環境適合技術のスピードアップを目指します。

keywords : エンジン、内燃機関、燃料、噴霧、燃焼、排ガス浄化触媒、標準化、システム、制御


エンジン研究の課題マップ

固体酸化物エネルギー変換先端技術ラボ

酸化物を電解質として使った高温電気化学デバイスとして、固体酸化物形燃料電池(SOFC)や高温水蒸気電解(SOEC)があります。当ラボでは、 省エネルギー研究部門 、ゼロエミッション国際共同研究センター(GZR)(エネルギー・環境領域)と 極限機能材料研究部門 (材料・化学領域)が中心となって、これらデバイスの高性能化技術や革新・先端技術を開発しています。また、固体酸化物エネルギー変換先端技術コンソーシアム (ASEC-2) での中心的な役割も果たし、企業との共同研究を推進しています。

  1. SOFC-SOEC関連の先端技術を開発:従来比10倍以上の高活性電極材料創製、セルスタック創成・製造技術開発、評価技術開発
  2. 新規な高効率エネルギー変換デバイスの創製
  3. 産総研内の様々な領域の研究者を結集
  4. 産総研と企業、大学、研究機関などをつなぐイノベーションハブ機能としての役割

keywords : 固体酸化物形燃料電池(SOFC), SOEC, 固体電解質、エネルギー変換

High performance SOFC cathode

TEM image pf cathode(left) and oxide ion diffusion path(right)

 
High performance SOFCs fabrication

最終更新日:2022.6.10.

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