トカマクプラズマにおける不純物制御のための輸送シミュレーション研究 総合理工学府 総合理工学専攻 プラズマ熱核融合炉の実現に向けて、壁材料から炉心プラズマ中に混入する不純物の影響がプラズマ性能を維持するための重要課題となっている。実験では高周波加熱による不純物蓄積量の制御が有効であると報告されている。そこで本研究では、不純物制御手法の確立を目的として、統合輸送シミュレーションスキームの開発を進め、炉心プラズマ中における不純物輸送をもたらす物理機構を解明し、プラズマ放電の高精度な予測を目指してい [...]
ひねり境界条件を使った多重臨界点付近の相転移線の計算手法 理学府 物理学専攻 量子スピン系において臨界点を数値的に計算する手法は複数提案されているが、多重臨界点付近では精度が悪くなってしまう。本研究ではボンド交代XXZ鎖を扱う。異方性の極限で等価になる横地場イジングモデルに関して、有限系において成り立つ双対変換を導入し境界条件と励起状態の対称の関係性を確認した。それをボンド交代 XXZ 鎖に拡張し、ひねり境界条件を用いて相転移点を計算した。本研究の方法を用いボンド交代 XX [...]
電極欠陥化学による固体酸化物形可逆セルの反応・輸送特性の統合解析法構築 工学府 水素エネルギーシステム専攻 カーボンニュートラル実現に向け再生可能電力の変動に対応できる長期蓄エネルギー手法として、発電と電解を可逆的に切替え可能な特性を持つ固体酸化物形可逆セル（r-SOC）が注目される。理論的には別体系で議論される電極反応と輸送現象が実際の多孔質電極内部では複雑に組み合わさり、実験データの明瞭な解釈が困難である。そこで本研究は、実験・理論の両面で解釈しやすい“見かけの反応次数”に着目し、反応・輸送を統一的 [...]
金属基板支持固体酸化物燃料電池の作製と性能向上 統合新領域学府 オートモーティブサイエンス専攻 金属基板支持型固体酸化物燃料電池（MS-SOFC）の課題である高温焼成時の基板酸化を解決するため、NiO-NiFe2O4複合酸化物を用いた選択還元法による新たな作製プロセスを開発する。さらに、電気化学測定や構造解析により抵抗成分や界面反応を解明し、材料設計・プロセス最適化による性能向上指針を確立することで、低コストかつ高信頼性な水素エネルギー変換デバイスの実現を目指す。
固体高分子形燃料電池の化学的耐久性に関する研究 工学府 水素エネルギーシステム専攻 固体高分子形燃料電池は、特に燃料電池自動車などの運輸分野での応用が進んでおり、今後はトラックやバス等の大型・商用モビリティへの適用が期待されている。これには乗用車以上の出力・航続距離が要求され、PEFCの高出力化・高耐久化が必要である。本研究では、燃料電池の構成材料の1つである電解質膜に着目している。この電解質膜が劣化すると、燃料電池の出力と耐久性の低下に繋がる。そのため、電解質膜の劣化抑制が、燃 [...]
気体透過性ブレンドアイオノマーの開発 ―燃料電池および水電解への応用 ― 統合新領域学府 オートモーティブサイエンス専攻 Hydrogen energy technology plays an important role in the realization of a decarbonized society, and its use is already progressing in various industrial fields. In the fields of power generation and [...]
A novel bio-hybrid photosynthesis system for CO2 reduction 工学府 物質創造工学専攻 The increasing atmospheric CO2 concentration due to the use of fossil fuels leads to vital global warming. Therefore, the development of low-cost and efficient technologies for CO2 reduction to produc [...]
トモグラフィシステムを用いた磁化プラズマの構造と揺動に関する研究 総合理工学府 総合理工学専攻 次世代のエネルギー源である核融合炉の課題として、乱流現象に起因する閉じ込めの悪化が挙げられる。プラズマ中では、様々なスケールの構造や揺らぎが共存・相互作用しており、プラズマは常に変化している。そのため、局所精密かつリアルタイムで計測できるシステムの開発が求められている。そこで、磁化プラズマを高速かつ高精度に観測できる計測法およびトモグラフィアルゴリズムの開発や得られたプラズマの時系列データを用いて [...]
