機械学習を用いたプロトン伝導性固体酸化物燃料電池カソード材料の加速的探索 工学府 材料工学専攻 プロトン伝導性固体酸化物燃料電池(PCFC)は、高価な白金系触媒を要さず、従来よりも低温域での利用が期待される電気化学デバイスである。近年、300℃動作可能な電解質材料が開発されたものの、その温度付近で十分な触媒活性を持つカソード材料は発見されていない。カソード性能は燃料電池セルを構築して初めて評価できる指標であり、デバイスに必然的に導入される界面等に性能が大きく影響される。これが適切な性能評価と [...]
水を電子源とする超高選択的太陽光CO2還元反応に向けた機能性材料の創製 理学府 化学専攻 人工光合成はカーボンニュートラルを実現する理想的な反応であり、注目を集めている。 我々はCoポルフィリン触媒を修飾したTiO2電極を用いて、水溶液中における光電気化学的CO2還元反応を高選択的に駆動することに成功してきた。しかしながら、ファラデー効率は80％前後であり、改善の余地がある。 本研究では、光電気化学的CO2還元反応の効率向上に向けて、CO2還元反応を駆動できる新規光増感剤の開発を行う。 [...]
神経回路を模倣した自律駆動温度センサに向けた電気化学反応の原理検証 システム情報科学府 電気電子工学専攻 情報化社会を支えるセンサは物理現象を電気特性に変化させることで情報処理を可能にしています．その中でも温度情報を取得するサーミスタは最も多く使用されているセンサであり応用範囲も非常に広いです．一般的に用いられるサーミスタは抵抗やダイオードなどの受動素子によって実現されており，外部回路・電源が必要でセンシングとは直接関係しないエネルギー消費が生じてしまいます．そこで本研究ではヒトの肌に無数にちりばめら [...]
自己組織化ハイブリッド多孔体による超高熱流束除熱への挑戦 工学府 機械工学専攻 近年高発熱密度化する電子デバイスの画期的な冷却手法として，沸騰冷却の利用が切望されている．特に，冷却システムによる電力消費を抑えることで，エネルギーロスやCO2排出量を大きく削減できる．そこで，世界トップクラスの冷却性能を持つ新提案の多孔質体を用いて冷却限界を向上させ，前人未踏の域の超高熱流束除熱を達成する．さらに，その向上メカニズムを明らかにすることで，これまであまり議論されてこなかった，瞬間的 [...]
ナノレベル半自発剝離に基づくマクロな水素脆化挙動の解明 工学府 機械工学専攻 析出物界面におけるナノの半自発的剝離現象を基にマクロな水素脆化挙動を解明するために、Al-Zn-Mg合金における水素脆化発生基準（局所的な水素濃度・応力）を明らかにすることを目的とする。研究計画としては、放射光X線トモグラフィーによる破壊挙動の3D/4Dイメージングと、イメージベースの3D多結晶モデルを用いたシミュレーションとを組み合わせ、破壊領域における局所的な水素濃化挙動の評価と、破壊基準の統 [...]
時間分解分光を用いた二元系光触媒のCO2還元機構の解明 理学府 化学専攻 亜鉛(II)ポルフィリン（ZnP）を光増感剤とし、Re(I)(1,10-フェナントロリン)(CO)3Br（Phen=Re）を触媒としてシグマ結合で接続したダイアド金属錯体（ZnP-phen=Re）は、他の亜鉛ポルフィリンを光増感剤とする超分子型光触媒と比較して、顕著なCO2光還元能力を示します。 反応機構を解明するために、可視過渡吸収分光法（TAS）および時間分解赤外分光法（TR-IR）を用いて初 [...]
単結晶シリコン/多結晶ゲルマニウムスズから成るモノリシック三次元積層デバイスの実現 総合理工学府 総合理工学専攻 本研究では、モノリシック型三次元集積回路の実現に向けて、単結晶シリコン基板と多結晶ゲルマニウム（Ge）およびゲルマニウムスズ（GeSn）薄膜による積層型CMOSを開発する。Geは、「高い正孔移動度」を有しており、p型トランジスタに適している。また、結晶化温度が低いため、Si上にn型トランジスタ（FET）を形成した後でもその上に結晶成長が可能である。私はこれまでに「絶縁基板上へのGe（Sn）の低温結 [...]
核融合原型炉システムにおけるトリチウム移⾏挙動に関する研究 総合理工学府 総合理工学専攻 次世代のエネルギー源として、世界的なエネルギー需要の高騰とエネルギー環境問題を同時に解決することが、DT核融合炉には求められている。燃料となるトリチウムは天然量が少なく且つ放射性物質であることから、炉の連続運転を行うための持続的で安全なトリチウム燃料サイクルの確立が工学上とても重要となる。本研究では、将来の原型炉におけるトリチウム移行をシミュレーションすることで、各システムにおけるトリチウムマスバ [...]
