エネルギーの変換技術に関する研究

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1.将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:種々の燃料を直接電力に変換する高性能燃料電池を実現するために、溶融炭酸塩型高温燃料電池、高温型固体電解質燃料電池、直接型アルコール燃料電池のそれぞれについて高活性で安定な電極と電解質導電体の種類と使用条件を明確にすると共に、電池内の熱収支とエネルギー変換効率の関係を明らかにした。(2)太陽電池班:従来の太陽電池の効率を格段に向上させるために、湿式太陽電池については界面の超微細構造と電気化学的活性の関係を解明し、乾式太陽電池に関しては、太陽光の全スペクトルを利用してエネルギー変換効率を向上させることをめざす多層タンデム構造太陽電池構成のための薄膜材料およびヘテロ界面の形成法を究明した。また、キャリア閉じ込め効果による高効率化の可能性を明らかにした。(3)熱化学班:Br-Ca-Fe系反応サイクルで水を水素と酸素に分解する連続操業のための触媒、装置用金属の耐食性材料による被覆法、高性能水素分離膜が著しく改良された。またケミカルヒートポンプ用触媒と反応器製作の見通しがついた。(4)光化学班:植物の光合成を模範とする人工光合成系の実現をめざして光励起で発生させた高活性ラジカル対の電荷分離技術を確立すると共に炭酸ガスからメタンなどへの変換が可能であることを実証した。また、高歪化合物によるエネルギー蓄積系のモデル装置の試作と運転に成功した。(5)高温熱直接発電班:鉄シリサイドなどのアモルファス構造膜が非常に高い熱起電力を有する新素材であることを発見した。熱電子発電では、ハフニウムなどのホウ化物がエミッター電極として有用であり、アルカリ金属熱発電に有用な炭化物・窒化物も見出された。