エネルギーの変換技術に関する研究

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1.従来のエネルギー資源の多様化と需要の大幅な変動に対処するため、種々のエネルギー間の高効率変換を実現できる新素材と新プロセス開発をめざし、次の5研究班を組織して、先導的・基礎的研究を推進した。2.(1)燃料電池班:直接型アルコール燃料電池、溶解炭酸塩型燃料電池、高温型固体電解質燃料電池について高活性で安定性の良い電極と電解質導電体の開発に成功すると共に、電池内のエネルギーおよび熱収支を評価することにより電池設計の指針を確立した。(2)太陽電池班:薄膜多層構造を用いれば変換効率40%に達する材料が実現できることを明らかにすると共に、キャリア閉じ込めによる表面再結合の低減の有用性を実証した。また、高品質アモルファスシリコン薄膜の形成法として光CVDおよびレーザとマイク波放電を併用したCVDがきわめて効果的であることを明らかにした。さらに湿式太陽電池について、電極表面の超微細構造の原子オーダーでの解明と効率の大幅向上を実現した。(3)熱化学班:熱化学サイクルを用いた水の分解による水素製造プロセスに関し、反応時間を従来の3分の1に短縮すると共に連続操業を可能にした。耐食材料を得るための多層構造CVD技術、高温域での水素分離技術も格段の進歩があった。(4)光化学班:人口光合成に関し、光触媒による二酸化炭素の固定が急速に進歩した。光励起による高酸化還元活性種の発生と反応制御には分子複合体の使用が有用であることを実証した。高歪化合物によるエネルギー貯蔵では放熱時に110度の温度上昇が可能になった。(5)高温熱直接発電班:鉄シリサイド系材料についてプラズマ処理が性能向上にきわめて有用であることを発見すると共に、ボロンやリンなどを用いた有望な新材料を見出した。また、タンタル-ハフニウムカーバイド電極を用いた熱電子発電器の試作に成功したほか、アルカリ金属熱発電用アルミナの耐食性向上因子を明かにした。