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PI 青木 芳尚 教授　Yoshitaka Aoki

PI メッセージ

温暖化ガスの排出ゼロを達成し、地球規模での気候変動に歯止めをかけるためには、石油資源に依存した化学プロセスから脱却し、「水」、「空気」および「再生可能エネルギー」を活用した新たな「モノづくり」の化学が必要になります。液体の水と同様に、気体の水、つまり水蒸気は電気分解することができ、しかも液体の水よりも小さな電圧で分解することができます。従って水蒸気電解は自然エネルギーより生み出した貴重な電力の消費を最低限度に抑えながら水素を生み出すことができる、エネルギー効率の非常に高いグリーン水素製造法といえます。電子材料化学研究室では、再生可能エネルギー由来の電力と排熱を利用して水蒸気から効率よく水素を取り出す「水蒸気電解セル」を開発してきました。また取り出した水素をCO₂やN₂ガスと電気化学的に反応させ、COやNH₃等の有用化合物を生み出す「共電解セル」の開発にも取り組んでいます。日本の再生可能エネルギー発電ポテンシャルは、現在の総発電電力量の2倍に相当すると言われています。当研究室から、このポテンシャルを最大限生かし世界のGXを牽引するエネルギー化学者が育つことを夢見ながら、研究教育を行っています。

研究紹介

当研究室では。結晶内を動きまわる「プロトン(H⁺)」および「ヒドリドイオン(H^–)」をもつ無機材料を設計し、また水素化学ポテンシャルに応じてH⁺ ⇄ H^–の水素レドックスが結晶内で進行するユニークな無機イオン伝導体を設計している。またそれらを活用することで、水分解と各種還元・水素化反応を同時に行う「固体イオニクスデバイス」を創製し、再生可能エネルギー由来の電力を活用し、水や空気などありふれた物質から有用化合物を生み出すグリーンプロセスの開拓を行っている。この目的に対し、第一原理計算を使った無機材料設計、量子ビームを活用した精密構造・電子状態解析、固相および真空プロセスによるデバイス作製、電気化学的デバイス性能評価等を行っている。

メンバー

• 青木 芳尚

  教授

  Yoshitaka Aoki

  研究分野

  電気化学、固体イオニクス、電解反応、燃料電池
• 田地川 浩人

  特任准教授

  Hiroto Tachikawa
• 鄭 成佑 (ジョン ソンウ)

  助教

  SeongWoo Jeong

  研究分野

  固体イオニクス、固体セル燃料電池、電解合成の電極材料設計、電極反応解析

応用化学のものづくり

• 光を使って水素を見る

  • #発想×応用化学

連絡先

青木 芳尚
y-aoki(at)eng.hokudai.ac.jp