新技術説明会 環境・エネルギー 2007年12月14日(金)
 
1

多孔体を用いて電池材料の創製
13:30〜14:00
首都大学東京 大学院都市環境科学研究科 環境調和・材料化学専攻
 教授 金村 聖志
http://inorg777.apchem.metro-u.ac.jp/
新技術の概要
三次元的に連結された孔を有する材料は世界的に研究が行われているが、これらの材料を実際にリチウム電池に応用した例は少ない。本研究内容は、これまでにはない構造を有する電池用電極の創製を行った点で、従来技術とは大きく異なる。このことにより、競合するこれまでの電極技術を超える電極を作製することが可能となっている。
従来技術・競合技術との比較
三次元規則配列多孔体を用いた、新規合金系負極材料および全固体型リチウム二次電池の作製について紹介する。新しい構造を簡単に作製する方法や、新しい材料の優位な点を分かりやすく解説する。
技術の特徴
・規則的な多孔構造を作製することが可能
・セラミックス材料をマイクロレベルで規則的に複合化することが可能
・構造制御による応力緩和が可能
想定される用途
・リチウム電池
・触媒用担体
・燃料電池

関連特許
・出願番号:特開2006-260886  
・発明の名称:金属製の多孔質負極及びそれを用いたリチウム二次電池

・出願番号:特開2006-260887
・発明の名称:多孔質固体電極及びそれを用いた全固体リチウム二次電池


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2

固体リチウム電池の出入力密度向上に向けた界面制御法
14:00〜14:30
京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻
 助教 入山 恭寿
http://elech.kuic.kyoto-u.ac.jp:8080/
新技術の概要
固体リチウム二次電池の電極活物質と固体電解質の界面の抵抗を低減するために、界面部分に中間層を形成して抵抗を低減する。
従来技術・競合技術との比較
電極と固体電解質を固相反応の駆動力を用いて中間層を形成する。これにより両者を高密度に接合することが可能となり、電極/固体電解質界面での反応活性点を飛躍的に増大できる。
技術の特徴
・電極/固体電解質界面抵抗の飛躍的な低減
・加熱処理による中間層の積極的な形成
想定される用途
・超小型機器用マイクロバッテリ−
・自動車用等の安全性・寿命が望まれる機器の電源
・宇宙衛星等の超寿命・超高信頼性が必須な機器の電源

関連特許
・出願番号:特開2006-032129
・発明の名称:リチウム電池


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3

低白金量担持シェブレル相硫化物の燃料電池電極触媒への応用
14:30〜15:00
東京工業大学 大学院理工学研究科 応用化学専攻
 教授 脇原 將孝
新技術の概要
シェブレル相硫化物は共有結合性を有するクラスター硫化物であり、酸性条件下でも安定である。本特許は燃料電池電極触媒として白金担持量の少ないシェブレル相硫化物を用いたところ、酸素還元能を確認したものである。
従来技術・競合技術との比較
従来は、電極触媒として主に白金あるいは白金合金を用いていた。しかし、高コスト、低資源量の問題があり、燃料電池の本格的実現へ向けての大きな障壁の一つであった。また脱白金触媒として、多くの場合酸化物が検討されてきたが、酸性条件下での溶解がおこり不安定であることが指摘されていた。
技術の特徴
・白金使用量の少ない触媒
・酸化雰囲気で安定な硫化物を使用
・電子導電性に優れるシェブレル相硫化物の採択
想定される用途
・イオン換膜型燃料電池(PEFC)用触媒担体
(直接メタノール型燃料電池(DMFC)用触媒担体を含む)

関連特許
・出願番号:特開2005-317288
・発明の名称:白金フリー硫化物系燃料電池触媒とその製造方法


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4

高温廃熱のエネルギーを電力に変える酸化物熱電材料
15:10〜15:40
産業技術総合研究所 サステナブルマテリアル研究部門
 研究員 三上 祐史
http://www.aist.go.jp
新技術の概要
高温空気中で安定な熱電性能を発揮する酸化物材料を開発した。
高温の廃熱を排出する製造工場から自動車の内燃機関にいたるまで、様々な熱エネルギーから電力を得ることができ、エネルギーの利用効率を高めることができる。
従来技術・競合技術との比較
酸化などにより特性の劣化する金属間化合物などの非酸化物系熱電材料に比べ、高温での優れた安定性により高い耐久性が期待できる。
また、原料が安価で材料合成などが容易であり、低コストに熱電素子を製造可能。
技術の特徴
・酸化物であるために高温空気中での耐久性が高い
・原料や製造において低コスト
想定される用途
・工業炉廃熱を利用した発電システム
・自動車の廃熱を利用した発電システム

関連特許
・出願番号:特開2004-356476
・発明の名称:優れた熱電変換性能を有する複合酸化物


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5

排気物を遠心力と電気力で除去する排ガス処理装置 
15:40〜16:10
宇都宮大学 工学部 電気電子工学科 
 教授 長澤 武
新技術の概要
排出されるガスをスパイダル状の流通路に流し、遠心力でガスからススを分離するとともに流通路の外側のメッシュにススを付着させる。メッシュの外側の円筒管との間に高電圧を印加し、メッシュからススを除去する。
従来技術・競合技術との比較
従来技術:
(1)放電による燃焼除去は大電力を必要とし、移動用に適さない。
(2)放電では放電路が細いために効率が悪い。

本発明:
(1)スパイダル状通風路で、自己遠心力でススを分離し、パルス電界で除去するので電力が小さく移動用に適する。
(2)遠心力による分離なので全てのススが影響を受け、効率がよい。
技術の特徴
1. ガスをスパイダル状に回転させ、ススを分離する。
2. 遠心力でメッシュにトラップされたススをパルス電界で収集する。
3.力学的な効果と電気的な効果を重畳させたスス除去方法。
想定される用途
・自動車産業
・排煙を有する工場

関連特許
・出願番号:特開2005-291047
・発明の名称:排ガス処理方法および排ガス処理装置

・出願番号:特開2001-395159  
・発明の名称:気体処理に適した放電電極


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6

マイクロ波プラズマによるダイオキシン類の完全分解と無害化処理
16:10〜16:40
名古屋大学 エコトピア科学研究所 レアマテリアル循環共同研究ラボ
 特任教授 伊藤 秀章
新技術の概要
ダイオキシン類は焼却炉の飛灰及び吸着塔活性炭に高濃度に存在し、その完全分解と無害化が強く望まれている。本新技術は、固体中に吸着されたダイオキシン類にマイクロ波プラズマを照射し、これらを無機ガスレベルまで分解し、再生飛灰及び活性炭の再利用を可能とする。
従来技術・競合技術との比較
ダイオキシン類吸着物の完全無害化は、従来法ではガス化溶融または熱プラズマ処理によるので処理物の再利用は困難であるが、本新技術は800℃以下の短時間低温プラズマ照射によりこれを達成し、しかも飛灰または活性炭の有効利用及び再生利用が可能である。
技術の特徴
・ダイオキシン類を800℃以下の温度で無機ガスレベルまで完全に無害化できる。
・ダイオキシン類を吸着した廃棄物を抽出操作なしで、その場分解できる。
・残留性有機塩素化合物を低出力、短時間で無害化処理できる。
想定される用途
・ダイオキシン類を吸着した焼却飛灰の完全無害化と処理飛灰の有効利用
・ダイオキシン類の吸着に用いられる活性炭の完全無害化と再利用
・ダイオキシン類を含有する汚泥の無害化と有効利用

関連特許
・出願番号:特開2004-322010
・発明の名称:マイクロ波プラズマによるダイオキシン類の分解方法


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