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沖縄科学技術大学院大学 新技術説明会【オンライン開催】

日時:2021年06月03日(木) 10:25~11:55

会場:オンライン開催

参加費:無料

主催:科学技術振興機構、、沖縄科学技術大学院大学

発表内容詳細

  • エネルギー

1)【発表中止】軽量・長寿命の高性能リチウム硫黄電池

沖縄科学技術大学院大学 エネルギー材料と表面科学ユニット ポスドク研究員 フイ・ジャン

https://groups.oist.jp/ja/emssu

新技術の概要

本技術は、リチウム硫黄(Li-S)電池の新しい自立型硫黄サポートシステム(”ホスト”)である。新規の方法で処理することで、硫黄ホスト材料の微細構造をナノメートルスケールで最適化し、長いサイクル安定性と高い面積容量を同時に備えた高性能Li-S電池を実現した。

従来技術・競合技術との比較

既存の方法技術では、高い面積容量と長いサイクル寿命を同時に達成できる硫黄ホストを作ることができなかった。その上、従来の化学合成では制御性が低いため、ホストの微細構造を最適化できず、バッテリー性能が劣っていた。本学の新しい硫黄ホストは、ナノメートルスケールで最適化でき、高面積容量と長寿命のLi-S電池を実現した。

新技術の特徴

・高い硫黄負荷と高い面積容量を実現する自立構造
・多硫化物の変換を促進し、Li-S電池のサイクル安定性を向上させる触媒構造
・ナノメートルスケールで正確に最適化されたハイブリッド微細構造

想定される用途

・電気自動車
・ポータブル電気機器
・ドローン

  • デバイス・装置

2)量子技術のための超低雑音スピンメーザー増幅

発表資料 プレゼン動画

沖縄科学技術大学院大学 量子ダイナミクスユニット グループリーダー 久保 結丸

https://groups.oist.jp/ja/qdu

新技術の概要

スピンメーザー増幅の原理に基づいた極低温における超低雑音マイクロ波増幅器を実現した。量子コンピュータ、高感度磁気共鳴や量子センシングなどへの応用が期待される。このメーザー増幅器デバイスは従来の方法より少なくとも3桁以上改善されたダイナミックレンジ(飽和パワー)を持つ。

従来技術・競合技術との比較

量子コンピュータなどのマイクロ波量子技術の鍵は極低温における超低雑音増幅であり、従来は超伝導回路に基づいたジョセフソンパラメトリック増幅器が専ら利用されてきた。本技術はスピンメーザー増幅という古くて新しい量子技術を使用しており、極めて大きいダイナミックレンジや磁場中での動作が可能などの特長を持つ。

新技術の特徴

・極低温におけるマイクロ波増幅技術
・巨大なダイナミックレンジ(従来技術に比べて少なくとも3桁以上改善)
・磁場中での動作

想定される用途

・極低温動作の量子コンピュータ
・超高感度磁気共鳴

関連情報

・外国出願特許あり

  • 材料

3)発光性銅錯体を用いた材料の応力可視化技術

発表資料

沖縄科学技術大学院大学 錯体化学・触媒ユニット ポスドク研究員 狩俣 歩

https://groups.oist.jp/ja/cccu

新技術の概要

ポリマーに組み込んで延伸すると、発光強度が増大する銅錯体を開発した。発光強度変化をCCD カメラでモニタリングすることにより、材料にかかる不均一な応力変化を可視化できる。これに加え、この銅錯体は、擦る砕くなどの機械的力により励起されて光る「摩擦発光」も、結晶中およびアモルファスポリマー中で示す。

従来技術・競合技術との比較

この銅錯体の応力に応答した発光強度変化は、化学結合あるいは分子間相互作用の破壊を利用しないため、高感度かつ可逆性なのが特徴。また、安価な銅を使用しており、空気中での安定性にも優れている。

新技術の特徴

・ポリマーにかかる応力に対して敏感 (< 0.1 MPa) かつ可逆的に応答
・上述の応力に応答して発光強度が変化
・結晶が空気中でも強い摩擦発光を示す

想定される用途

・乗り物、建築材料表面の応力マップを得る応力可視化ペイント材料
・繊維やシートの微細構造上の不均一な応力変化を発光で捉えるメカノプローブ
・摩擦発光を利用した、インパクトセンサー

  • エネルギー

4)ナノアーチ構造シリコンアノードを持ったリチウムイオン電池

発表資料 プレゼン動画

沖縄科学技術大学院大学 ディーンズ・リサーチグループ スタッフサイエンティスト パナジオティス・グラマティコプロス

新技術の概要

金属ナノ粒子のパターン上にアモルファスシリコンのアーチ状構造を構築し、リチウムイオン電池アノードの構造的強度を上げ、電気化学的性能も最適化した。更に大型化や、アーチ形状を重ねた多層構造も可能である。本技術は単層構造や非アーチ状構造よりも強度が優れ、リチウムイオン電池のサイクル性能向上にも貢献する。

従来技術・競合技術との比較

従来技術はアノードにグラファイトを使用しておりエネルギー密度が低かった。既存のシリコンアノードは容量が10倍になるが、サイクル中の体積変化により電極亀裂や固体電解質界面(SEI)が成長し、クーロン効率が低下。一方、本技術のナノアーチ状構造は密閉されており、SEIが安定し亀裂を防ぐ。更に垂直に積み上げればエネルギー容量増加が可能。

新技術の特徴

・クラスタービーム蒸着や物理蒸着など、既存の確立された方法で製造可能
・最適化された電気化学的性能(高エネルギー容量、高クーロン効率、高速充放電速度)
・柔軟で変更自在な設計

想定される用途

・リチウムイオン電池アノード
・水素貯蔵(高ストレスサイクルを要するため強度が必要)
・バイオインプラント(同上)

お問い合わせ

連携・ライセンスについて

沖縄科学技術大学院大学(OIST) 技術移転セクション
TEL:098-966-8937 FAX:098-982-3424
Mail:tlsアットマークoist.jp
URL:https://groups.oist.jp/ja/tdic/technology-licensing-section

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