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ナノエネルギー研究室 佐藤 慶介 教授

電子デバイス電子情報システム

機能性無機ナノ構造体で
クリーンなエネルギーを創る・貯める

 必要なエネルギーを自ら創り出すことのできる太陽電池(創エネ)と発電した電気を貯めることのできるリチウムイオン電池(畜エネ)は、年々、戸建住宅、工場、商業施設、駅舎、EV/HV車等で普及しており、今後の継続的なエコ社会の実現に向けて重要なキーデバイスになっています。本研究室では、次世代につなげるための環境エネルギー問題解決に向けて鍵となる高性能・高機能な発電・蓄電を可能にする新規材料開発を行っています。研究内容として、製造コストの低減、性能(高発電効率・高容量)と耐久性の向上、設置場所の拡張等を見据え、機能性無機ナノ構造体と有機ポリマーとの複合化により効率良くエネルギーを生み出せる新規無機/有機ハイブリッド太陽電池の開発や機能性無機ナノ構造体を負極活物質に用いることにより高容量化ならびに高安定性を生み出せる新規リチウムイオン電池の開発に取り組んでいます。

シリコンナノ多孔粒子の電子顕微鏡写真

シリコンナノ多孔粒子/導電性ポリマーハイブリッド太陽電池の使用材料と装置、光電変換層の断面電子顕微鏡写真

 機能性無機ナノ構造体には、シリコンのみで構成されたナノ粒子を使用しており、「より安価」、「より手軽・簡便」に製造できる技術を構築しています。また、このナノ粒子に導電機能を付加させる「不純物添加」、表面欠陥を低減させる「表面被覆」、比表面積を拡張させる「凹凸形状のナノ多孔構造形成」等を取り入れることで太陽電池とリチウムイオン電池の性能・耐久性の向上を図っています。
 環境エネルギー分野においてキーデバイスとなっている太陽電池とリチウムイオン電池の低コスト化、高性能化を目指し、学生が独自のアイデアでナノ構造体、太陽電池のセル構造およびリチウムイオン電池の電極の改良を行っています。

主な研究テーマ

(1) 量子ドット太陽電池の高効率化を実現する機能性ナノ粒子への微細孔構造創製技術の開発

 本研究は公益財団法人JKA機械振興補助事業の助成(研究補助)により実施しました。

事業内容に関する研究成果報告資料

補助事業に係る成果物

(2) 高効率無機/有機太陽電池を実現するナノ金平糖粒子表面へのナノ空隙制御技術の開発

 本研究は公益財団法人JKA機械振興補助事業の助成(研究補助)により実施しました。

事業内容に関する研究成果報告資料

補助事業に係る成果物

(3) 高容量・長期安定リチウムイオン二次電池を実現する負極用機能性ナノ多孔粒子の創製技術の開発

 本研究は公益財団法人JKA機械振興補助事業の助成(研究補助)に採択されました。

 

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