石炭の地下ガス化（ＵＣＧ）

クリーンな石炭利用（石炭の地下ガス化：ＵＣＧ）

　石炭エネルギーのクリーンな回収、利用手法の一つが、石炭の地下ガス化（ＵＣＧ）です。地表から炭層までボーリング孔を複数設け、炭層内にガス化炉を形成し石炭をガス（炭化水素）として回収します。生成された熱やガスは、発電、合成燃料、化学原料などとして利用されます。複雑な地層条件下の炭層に対してもガス化が可能な、安全でクリーンなＵＣＧ技術の開発を目指して基礎実験およびシミュレータ開発を進めています。

光合成細菌：培養条件によって細菌が持つ色素の量が異なる

雪冷房による冷水熱交換システムの開発

　雪冷房には冷熱を輸送する媒体に「空気」と「水」が使用されますが、水を用いた場合には安定した高い出力を得ることができます。冷熱取得方法として浸水性舗装材内部に架橋ポリエチレン管を埋設し雪との間接熱交換を行った研究結果から、ホワイトデータセンター（ＷＤＣ）の冷房利用に取組んでいます。

光合成細菌による水素生成

　将来の有力エネルギー源として、水素は燃焼による炭酸ガスの発生が無いためクリーンエネルギーとして注目されています。微生物などの光合成生物を生体触媒として用い、光合成反応によって、太陽エネルギーを水素燃料に変換するプロセスの研究を進めています。

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低純度Ｓｉ基板

界面制御による低コスト高効率太陽電池の研究

　近年、化石燃料の大量消費による地球温暖化の問題から、クリーンエネルギーである太陽電池の高性能化におおいに注目がそそがれています。様々な太陽電池がある中、山形大学工学部の廣瀬文彦研究室では、低コスト電池として期待される低純度Ｓｉを原料とした多結晶Ｓｉ電池と色素増感太陽電池の研究を進めています。

有機半導体移動度評価装置

　本研究室の特徴は、多数の試作を繰り返す従来型の開発スタイルとは異なり、発電のキィーとなる機能性膜の界面を原子レベルで評価して、発電の阻害要因を明らかにすることで、独自の高効率プロセスを実現していることです。主な解析手段は、超高感度多重内部反射赤外吸収分光、Ｖ−ＩおよびＣ−Ｖ解析技術、有機半導体用移動度評価技術になります。現在、Ｓｉ型電池では最大１３％、色素増感太陽電池でも９％の変換効率を実証しています。

　本研究室では、太陽電池のみならず、半導体評価技術、製造装置技術、回路技術を学ぶことができます。卒業生の多くが、上記分野の主要企業で研究者・技術者として活躍しております。

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共生システム理工学類棟及び研究実験棟

「人−産業−環境」の共生を科学する
福島大学理工学群共生システム理工学類

　福島大学では、理学−工学−社会科学を融合し「人−産業−環境」の共生を科学する共生システム理工学類を創設し、平成１７年度より学生受け入れを行い、２１世紀の諸課題解決に貢献できる人材の育成を行っております。平成２０年度には、学士課程での知識や技術を深化させる教育研究を提供し、新しいシステム科学を構築・発展・継承できる人材とこれらの課題解決に実践的に貢献できる高度専門職業人−研究者を養成するために、共生システム理工学研究科修士課程を設置し、さらに平成２２年度からは博士後期課程を設置し、学生の受け入れを開始しました。

　また、共生システム理工学類では教員の連携により様々なプロジェクトが実施され成果をあげています。その代表的なものとして、（１）ハブティック機能をもつやさしくやわらかい次世代ロボットハンド・アームシステムの開発と医療支援システムへの応用、（２）大都市圏廃棄物の持続循環型産業システム体系の構築、（３）阿武隈川流域水循環系の健全化に関する研究、（４）意識・知覚・応答を利用したヒューマンサポートシステムの研究開発事業、（５）科学的理解の深化を促す地域連携型理工教育等に取り組んでおります。

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構内風景（１）［撮影：小川慶太朗君＠機械工学科（写真部）］

　埼玉大学工学部は、機械、電気電子、情報、応用化学、機能材料、建設、環境共生の７学科からなり、持続可能な社会の構築を目指した革新的エネルギー技術の開発にも力を入れています。

熱電変換素子開発

　熱電変換素子とは熱から電気を作るための素子のことです。温暖化防止の観点から二酸化炭素排出量の削減が叫ばれるなか、熱電変換素子はクリーンなエネルギー源として注目されています。埼大工学部では、ナノテクノロジーを活用した最先端の熱電変換素子を開発しています。

バイオマス有効利用

　生物に由来する有機エネルギーや資源（化石燃料は除く）のことをバイオマスといいます。循環型社会の推進、酸性雨対策などの観点から、昨年６月には「バイオマス活用推進基本法」が制定されました。埼大工学部では、バイオマスの有効利用に関する最先端の研究を展開しています。

構内風景（２）［撮影：小川慶太朗君＠機械工学科（写真部）］

太陽電池用薄膜の改質

　太陽電池は環境にやさしい電力源として軽量化・高効率化が期待されています。太陽電池は１ミクロン程度の厚さの種々の薄膜を積み重ねて作ります。新機能の発現や性能向上を目指して、原子・分子レベルから設計・監視しながら薄膜を積み重ねていく新技術の開発に取り組んでいます。

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木質バイオマスのエネルギー利用による林業の活性化と街づくり

　千葉大学工学部中込研究室では都市活動の基盤となる燃料とエネルギー供給に関わる研究を（１）バイオマス技術と（２）低温・超伝導技術をベースにして推進しています。（１）の分野では廃棄物からの液体燃料や気体燃料の製造、廃電子機器からの貴金属や希少金属の回収、千葉県山武市と木質バイオマスのエネルギー利用による林業の活性化と街づくりを研究しています。一方、（２）の分野ではフロン等の冷媒を使用しないクリーンな磁気冷凍技術の開発、リニア列車やＭＲＩなどを支える超伝導コイルと極低温冷凍機の開発を行っています。これらの研究を産学官連携のもと推進しています。

硫酸カルシウム系ケミカルヒートポンプ概念

ケミカルヒートポンプによるエネルギーリサイクル有効利用

　千葉大学工学部小倉研究室では、資源・エネルギー問題および環境問題への対策として、次世代型エネルギーリサイクル有効利用システムであるケミカルヒートポンプシステムの実用化へ向けた研究開発を行っています。 ケミカルヒートポンプとは、各種廃熱や太陽熱等を化学反応を利用して蓄え（化学蓄熱）、その熱を改質して温熱および冷熱に変換してリサイクル利用することができる次世代型ヒートポンプ技術であり、大幅な省エネルギー、ＣＯ２削減、コスト削減が可能になります。図に、ケミカルヒートポンプ操作の一例を示します。

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開発システムによるエネルギー使用量の集積

東京農工大学では、脱炭素化社会の実現のための２つの実証研究がおこなわれています。

１）全キャンパスエネルギーの“見える化”

　複数のプロトコルが異なる計測装置から、「農工大標準プロトコル」に変換することにより、異なるメーカーのセンサーから送られる信号の複合化を可能にする研究です。この研究成果により、全キャンパスのエネルギー使用量を“見える化”することが実現します。

建物の完成予定図

２）炭素排出量４６％削減の実証建物

　一般の建物に比べ、マイナス４６％のＣＯ２排出削減が可能な実証建物の研究です。太陽電池はもとより太陽熱利用、地熱利用さらには建物の熱せられた壁面の熱も利用することによりＣＯ２削減を図ります。また、パッシブ空調システム、全館ＬＥＤ化のほか、エネルギー観察システムによる現状把握とデータ蓄積が可能で、建物完成は平成２３年３月末になっています。

　学内では関連したフォーラムが何度も開催され、教職員から学生に至るまで、省エネに対する意識改革が進んでいます。

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強靱なセラミックスベアリングが風車の回転を支える

新生理工学部（平成２３年４月設置予定）誕生！
新たなるエネルギー研究の躍動を目指して

　横浜国立大学は、機械工学・材料系学科、化学・生命系学科、建築都市・環境系学科、数物・電子情報系学科、の四つの系学科からなる理工学部を新設します。

　理工学部においては、９０年の伝統をもつ工学教育を継承しつつ理学的側面を強化します。２３年度入試はこれまでの工学部の入試と同様に行いますが、詳しくは大学の入試情報を参照してください。

フレキシブルな色素増感太陽電池がプロペラを回す

　本学におけるエネルギー関連の研究では、燃料電池、潮力・風力発電、色素増感太陽電池、高性能リチウム電池、など、実践的かつ環境に優しいエネルギーをいかにして効率よく発生するか、および自動車、船舶、航空機などエネルギーを使う側の効率化に関する研究を行ってきました。特に、すばらしい安定性および効率よい発電能力をもつ燃料電池の電極の開発や、日本の地の利を生かした黒潮発電、あるいは電池の高性能化に役立つ導電性媒体の開発を、自動車メーカー、精密機器メーカーと共同して行っています。また、風力発電に必要な、耐摩耗性に優れたセラミックス材料の開発も行っています。

　横浜国立大学理工学部では、新しい発想とたくましい実行力を持つ若い諸君のエネルギー研究への参加を心から待っています。

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図１「バリヤー放電／質量分析による爆発物検知」（※拡大図→画像をクリック・文部科学省ホームページへ）

『安心・安全』を支える工学技術と教育の実例

バリヤー放電／質量分析による爆発物検知：

　質量分析技術を用いた携帯可能な新しいトレース検出装置として、バリヤー放電支援大気圧イオン化法による爆発物検知装置のプロトタイプ開発を行い、液体爆発物等のリアルタイム検出、検出感度の向上、装置の小型化、誤報率の低減等、の実現を目指しています。（図１）

住民・行政協働ユビキタス減災情報システム：

　すべての災害対応は、情報に基づいて行われます。そこで、地域コミュニティと行政が協働して、我が国のすべての地域に共通する課題である災害情報の共有化を図り、減災を実現するための体制とそれを支援する情報システムの構築に取り組んでいます。（図２）

図２「住民・行政協働ユビキタス減災情報システム」（※拡大図→画像をクリック・文部科学省ホームページへ）

路面凹凸が車いすの乗り心地に及ぼす影響：

　ユニバーサルデザインの視点から、車いすの乗り心地に配慮した路面凹凸の評価基準等について研究しています。

ジフェニルカルバジドを用いるクロムの現場定量法：

　河川水や土壌の重金属汚染は、人や動植物にとって脅威となるため、重金属濃度を正確かつ簡単に知る方法を開発しました。

リスクマネジメント教育の実施：

　リスクマネジメント、危機管理の基礎知識を身につけさせ、将来学生が社会に出た際、さらに深い知識を吸収できる素養を身に付けさせることを目的に、工学部学生に「リスク管理・危機管理概論」を開講しました。

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太陽光集光試験のアンテナ

新潟大学工学部では、未来を拓き、持続可能な社会を支えるための教育と研究を行っています

　新潟大学では、全学共通で副専攻制度があります。２１の副専攻プログラムから自分の専門とは別に、その中から１つを学ぶことができます。その中の１つの「環境学」プログラムには、多くの環境関係の科目に加えてエネルギー関係の科目も含まれています。もちろん当工学部の７学科では、種々の専門科目の中で、各学科の専門の観点からエネルギー関連の内容が講義されています。

燃料電池を搭載したバイク

　全国でエネルギー関連の研究が、無数と言えるほどに行われていますが、当工学部でも多くの研究が日々行われています。最近の研究から例を上げてみます。燃料電池等のシステムには欠かせない、水素ガスセンサーの開発があります。原田修治先生が「クイック水素ガス検知センサーの開発」で２００６年６月に文部科学大臣賞を受賞し、「世界の技術移転１００選」にも選ばれました。また、ごく最近では、水の霧を用いて発電用ジェットタービンの効率を上げた研究、これまでの明るさの２．６倍の蛍光を放つ新たな蛍光物質の開発、バッテリーの劣化度合いを瞬時に判断できるテスターの開発、太陽光を集光した高温の下で水を分解する触媒の開発など多数あります。

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図１：ハニカム吸着材ロータ

　持続可能な社会の実現のために、地球温暖化ガスの削減など地球環境に配慮した科学技術の発展が求められています。金沢大学理工学域でも、低炭素化社会・炭素循環型社会の実現に向けて、化学、化学工学、機械工学、電気工学、環境工学などの観点から研究を進めています。特に、フィルム型有機太陽電池、ＣＯ２回収・濃縮・貯蔵技術およびＣＯ２固定化技術の開発を進めるとともに、これらを融合したプロジェクトを展開し、太陽エネルギーを総合利用する技術開発を行っています。

　図１は本学で開発しているハニカム吸着材ロータで、燃焼排熱の再生が可能で大量のガス処理を得意としています。このロータをデシカント除湿技術（吸湿性物質を利用する除湿技術）と組み合わせることにより、水蒸気吸着によるＣＯ２回収能力の低下を防ぐとともに、ＣＯ２と水蒸気の吸着力差を利用したＣＯ２回収・濃縮プロセスを開発しています。

図２：バイオマスエネルギー技術によるＣＯ２固定化技術

　バイオマスを利用したＣＯ２固定化技術により、太陽エネルギーや回収したＣＯ２を総合的に利用する研究にも力を入れています。図２は、回収したＣＯ２をマイクロバブル化して海中の藻類バイオマスに供給するとともに、太陽電池とＬＥＤ照明を使って太陽光を光合成に有用な可視光に変換して藻類バイオマスに照射することにより、光合成を促進するシステムの構想です。ＣＯ２削減と同時に海洋環境も改善しようというプロジェクトであり、化学や生物学の専門家と共同で研究を行っています。

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地下水利用の冷暖房システムの取り組み

　信州大学工学部では，従来より「地下水を利用した再生可能エネルギー活用技術の開発」に関わる研究を行っており，２０１０年１月に長野県が実施した地中熱利用セミナー，引き続いて行われた長野県の「地下熱利用システム普及促進事業専門家派遣」，２０１０年度採択された長野県の「総務省緑の分権改革の一環としての地下熱ヒートポンプシステムに関わる実証試験」，長野県テクノ財団が２０１０年度に実施する「地下熱利用促進研修会」においても，全面的に支援協力を行っています。

　地下水は年間を通じて温度がほぼ一定で、夏季に気温より低温の地下水を揚水して冷熱源として、冬季には気温より高温の地下水を揚水しヒートポンプと組み合わせれば暖房としての利用が可能になります。地下の熱エネルギーは極めて有望な再生可能エネルギーであり、信州大学工学部では、「地下水を利用した再生可能エネルギー活用技術の実現」のため、利便性の向上と高効率化に向けた研究に取り組んでおり、地球温暖化防止への貢献を目指しています。

身近な流れで発電するナノ水車発電機の研究開発

　「水力発電＝ダム」というのが一般的なイメージですが、信州大学工学部では、エネルギー問題や環境問題の解決を目指し、これまで利用されていない農業用水等での発電を、技術的、経済的に実現する超小型水力発電機の研究開発を行っています。土木工事をせずに流れに置くだけで発電できる、極めて環境負荷が小さい水車です。高性能水車発電機をできるだけ低廉かつ単純構造で実現するため、保守管理に特別な技術や知識は必要ありません。電気エネルギーの地産地消が可能な小規模分散型の水車発電機です。

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学生ＩＳＯ委員会のトウモロコシからバイオエタノールを作る活動

　繊維学部では、２００６年１２月にＩＳＯ１４００１を取得し、環境ＩＳＯ学生委員会が、学部農場資源によるバイオエタノールの生成実験、ＣＯ２削減のための綿花栽培やＣＯ２検定の問題作成など学生が主体となった活動が活発です。

　バイオマスによるエネルギー開発の研究として、学部農場で栽培している桑から、桑由来バイオエタノールを製造する技術や木質バイオマスからのエネルギー変換技術の開発が行われています。

　電気自動車・携帯電話・ノート型パソコンなどの電気エネルギーを蓄積するデバイスとして酸化物を電極材料にした大容量かつ急速に充放電が可能なスーパーキャパシタを研究開発しています。

燃料電池、スーパーキャパシタ電極用ナノシート

　スーパーキャパシタ、燃料電池、色素増感太陽電池、フレキシブル素子、透明素子など様々なエネルギーデバイスへ利用できるナノシートを開発しています。

　電導性高分子の合成と電子デバイスの創製に関する研究が行われており、酸化重合高分子のデバイスへの応用、直接メタノール型燃料電池用イオン伝導性電解質膜が開発されています。

　学生有志が集まり、教員の指導のもと、ソーラーカー、燃料電池車や人力飛行機を作製し、レースに参戦することによって、エネルギーの有効利用のあり方を学ぶひと・ものづくりプロジェクトが行われています。

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項目１．に関する写真：ＧＬＡＤシステムのライザー内の流動実験

静岡大学工学部のエネルギー・環境に関する主な研究

１.「ＣＯ２の高効率深海固定技術」：

火力発電所などから排出されるＣＯ２を、気泡の浮力と重力を利用して効率よく海水に溶解させ深海に固定する我が国独自のシステム（ＧＬＡＤシステム）の開発（英国物理学会最優秀論文賞受賞）。
http://flow.eng.shizuoka.ac.jp/

２.「バイオマス・廃プラスチックの有効利用技術」：

環境への悪影響が少ない超臨界〜亜臨界状態の水やアルコールを用い、バイオマス廃棄物をリサイクルする技術の開発。
http://cheme.eng.shizuoka.ac.jp/~sakolab/contents/index2.html

３.「代替エネルギー創造に関する研究」：

低コストで大量生産が容易な次世代型太陽電池の開発。
http://cheme.eng.shizuoka.ac.jp/~f-klab/index.html　

項目３．に関する写真：開発中の次世代型太陽電池

４.「太陽光・熱の高効率利用」：

無限に存在する太陽エネルギーを、ハイブリットコレクター・貯湯槽・ヒートポンプ・土壌蓄熱などを用い効率よく利用するための研究。
http://www.ipc.shizuoka.ac.jp/~tehmats/

５.「車々間アドホックネットワークによる道路位置依存情報共有」：

ドライバーへのタイムリーな情報提供手段の提供により、効率のよい走行を支援し、省エネルギー、ＣＯ２削減に貢献する研究。
http://www.ishilab.net/research/

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トーラス型超高温プラズマ発生装置
鉄心（黄）：高さ2.7m、長さ3.9m
中央のドーナツ型真空容器：大半径0.5m、小半径0.25m

科学と芸術の出会う場所。それは新しい未来を創り出す場所。

　２１世紀のサスティナブル社会を支える新エネルギー技術として、プラズマ科学による核融合エネルギー開発から、地球環境に優しいクリーンなエネルギー源としての太陽電池の研究開発、グリーン機能膜を利用した燃料電池、バイオマスを用いた低環境負荷燃料の製造技術開発などを行っています。また、エネルギーの無駄を省くために、小型高効率熱交換器の開発やマイクロバブルによる伝熱技術、バイオミミクリー（生物の形態などをまねること）によるシステム開発などの省エネルギー研究、環境負荷の少ない材料開発なども行っています。さらに、資源リサイクル技術や高機能リサイクルセラミックスの開発、繊維リサイクル、ＦＲＰリサイクル技術の開発、そして長期耐久性という課題にも取り組んでいます。住環境のサスティナビリティに関する研究や２０世紀の高度成長期に大量に建設された住宅団地の再生プロジェクトにも参画しています。

高エネルギープラズマのイメージング計測用軟Ｘ線ピンホールカメラ

　教育面では、全学教養科目において、科学技術や生物資源と環境との係わりやサスティナブルデザインに関する授業科目を開講するとともに、上記研究の基礎となる専門科目を開講しています。

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管内気液二相流の計算例

　神戸大学工学部では、「安全・安心」、「資源・エネルギー」、「環境」をキーワードに、様々な研究を行っています。以下では、エネルギーに関連した研究を２件紹介します。

（１）エネルギー・環境機器内熱流動予測技術の開発

　原子炉・火力発電所などのエネルギー機器の経済性・安心性の向上、天然ガス液化プラント・気泡塔などの資源開発機器の効率向上、二酸化炭素貯留装置などの環境機器の設計には、機器内熱流動を正確に評価できる技術が必要です。そこで、気体・液体・固体粒子などが物質移動・化学反応・相変化を伴いつつ流動する多成分多相流れを精度良く予測できるシミュレーション技術の開発と、開発技術による機器設計・安全性評価を推進しています。

省エネ快適冷房を実現する氷の粒子

（２）熱を吸収・放出する粒子を運んで省エネ快適空調！

　氷のように溶ける時に熱を吸収し、粒子になるときに熱を放出するものを水に混ぜて運ぶと、２割混ぜるだけで、３倍の熱を運ぶことができます。ビルの空調にこのようなシステムを使うと、熱を運ぶエネルギーが８割も削減できて、また熱を伝える能力があがるので、空調性能もよくなります。また粒子の種類をかえて、いろんな温度の熱を運ぶこともできます。このような粒子を運ぶ技術で、画期的省エネ快適空調を実現します。

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　サスティナブルな社会をめざしたエネルギー利用に関連する、和歌山大学での主な研究の取り組みを紹介します。

清掃工場における省エネルギー技術の導入可能性を評価

　清掃工場は身の回りのゴミから廃棄物発電でエネルギーを作り出しますが、焼却プロセスでは燃焼空気の送風設備等で大量の電力を消費します。そこで、和歌山大学を含む産官学が連携して、大阪にある清掃工場を調査し、工場内に適用可能な省エネルギー設備の導入可能性を評価しました。

下水汚泥バイオオイル製造設備

下水汚泥からの石油代替燃料（バイオオイル）生成技術を開発、評価

　下水汚泥は都市由来のバイオマス資源ですが、その多くが焼却され、Ｎ２Ｏを発生させて地球温暖化の原因になっています。和歌山大学は他大学や企業と共同し、下水汚泥から石油代替燃料（バイオオイル）を生成する技術の開発に取り組み、その中でエネルギーと環境面からみた技術評価を行いました。

木質パウダー製造設備

和歌山県への木質パウダーボイラー技術の導入支援

　間伐材などを数十ミクロンにパウダー化してボイラー燃料として活用する技術を、和歌山県日高川町の温泉ボイラーに全国で初めて導入。和歌山大学はエネルギー、ＣＯ２、コストの削減効果を評価し、導入を支援しました。

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鉄酸化細菌Leptothrix ochraceaが菌体外に生産するバイオジナス酸化鉄

微生物が自然環境で作る鞘状酸化鉄群の特徴と高活性触媒への応用

　鉄酸化細菌Leptothrix ochraceaが菌体外に生産するバイオジナス酸化鉄は、直径約１μｍ、長さ約２００μｍまでの鞘状物質であり、酸素を除いた構成成分はＦｅ：Ｓｉ：Ｐ = ８０：１５：５です。さらに、その中空構造は、直径１００ｎｍ以下（一次粒子：約３ｎｍ、二次粒子：約３０ｎｍ）の非晶質性ナノ粒子で構成されています。現在、このような特異な構造体を人工合成することは不可能です。岡山大学工学部では化学・生物学・物理学をカバーする学際的研究体制を組み、バイオジナス酸化鉄の革新的機能を開拓すべく研究を進めています。その結果、高活性触媒をはじめとするいくつかの顕著な機能が明らかになりつつあります。

平成２３年４月に７学科から４学科９コースに変わります。

　改組後は学科の領域が広くなり、２年次後期から専門コースに分かれるので、受験時に志望を絞り込む必要がありません。１年次には学部共通で幅広く工学の基礎を学び、２年次以降徐々に専門に特化していくことにより、幅広い視野と専門分野の知識と技術を獲得できるようになります。今は複数分野の 多様な知識や技術を組み合わせ製品を生み出す時代。このような産業界の要望に応えるために、幅広い工学知識を身につけた人材を育成します。

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岡山大学環境理工学部では、クリーンな新エネルギーの研究も実施しています。
たとえば、

「既存のコンビナートと連携したエネルギーの地産地消　水素社会の構築」（＊拡大図→画像をクリック）

瀬戸内海洋上ウィンドファーム構想
〜洋上の風力発電でエネルギー革命〜

　瀬戸内海全体で中国地方の総電力量の４倍もの発電が可能であり、有望な海域だけでも、総電力量の６割を賄える風力エネルギーが眠っています。電力を産み出すのみならず、海の浄化、水産資源の再生、新たな環境産業の育成等により、里海の復活や地域活性化もめざしています。また、瀬戸内海沿岸のコンビナートにおけるエネルギーの地産地消が可能となります。さらには、発電電力を利用して水素を生産すれば、クリーンな水素社会が実現できます。

低温作動型固体酸化物燃料電池の開発

　電池の材料抵抗は電解質が原因であり、性能向上には燃料極を基板(燃料極支持型セル)として電解質を薄くする必要があります。そこで、導電率は低いのですが、安価で高耐久性の電解質材料であるイットリウム安定化ジルコニアの薄膜化を試みました。電気泳動堆積法を駆使して薄膜化し、セル構造を最適化することで、他の酸化物イオン伝導体よりも1桁近く導電率は低いのですが、600 ℃においても充分に利用可能であることを見いだしました。

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図１ 逆電気透析発電セルの模式図と実際にプロペラを回したところ

　山口大学工学部では、既存の風力発電や太陽電池等の持つ問題を解決する、新しいクリーンエネルギーに関する様々な研究活動を行っています。ここではその一例を紹介します。

海水と淡水の濃度差から発電する逆電気透析発電

　二つの電極の間に多くの陽／陰イオン交換を配置した電気透析スタック内に、海水と河川水（淡水）を交互に流すことで、濃度差を直接電気エネルギーに変える、逆電気透析発電（ＲＥＤ）の研究を行っています。このシステムは既存のクリーンエネルギーと比較して

1. （１）時間や季節変動なく､ほぼ１００％に近い発電稼働率が得られる
2. （２）設置面積が小さく、電力需要の高い都市近郊でも設置できる

という長所があります。

　現在、電気透析スタックの改良と、海水と淡水の濃度差が発電特性に与える影響に関して研究を進めています。

図２ 宇部高校生の国際学会での発表の様子

スーパーサイエンスハイスクール

　この研究を本校で行われた、スーパーサイエンスハイスクール（ＳＳＨ）のテーマとして掲げ、宇部高等学校生と実際に電気透析スタックを作製しました。海水と河川水を流すと風車が回り、発電が確認されました。この内容は国際学会（ＡＭＳ５）で発表し、各国の研究者から大変注目を集めました。

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水俣における低炭素社会の実現に向けた社会システムの構築

可燃ごみや農産廃棄物の利活用技術で資源循環型社会の構築に貢献

　技術立国として高度成長した日本は、大量生産、大量消費により生活の豊かさを得た反面、環境問題やエネルギー問題、食料問題だけでなく、大量廃棄により廃棄物処理といった大きな問題を抱えるようになりました。社会が成長を持続できるためには、廃棄物を削減する一方で、それらを資源として再利用することが重要課題です。

　熊本大学工学部では、これまで日本において年間約３億トン排出される藁（わら）や竹、生ゴミ、家畜糞尿、下水汚泥などをメタン発酵させてバイオガスを生成し、また、アルコール発酵で自動車燃料などに使われるバイオエタノールを生成する技術の開発に取り組んできました。近年は、一歩進めて、市民や行政、ＮＰＯ法人と協働して、それらの研究成果を活かした実験プラントを建設し、実用できることを検証するなど、資源循環型のまちづくり（バイオマスタウンの建設）にも取り組んでいます。

中国に建設した実証試験プラント

　福岡県の大木町では、本学の技術をベースにして、廃棄物をバイオガス化する循環センター「くるるん」が誕生しました。また環境モデル都市として認定されている熊本県の水俣市では、地域に広がる竹林の竹からバイオエタノールを製造する技術の実証研究を行っています。成長が早い竹林を上手に管理しながら資源利用することで、水俣市域から排出されるＣＯ２と同じ量のＣＯ２が削減できる見通しです。

　こうした技術には海外の関心も高く、２００９年には、政府や関係機関の資金援助を得て、中国の北京大学に実験プラントを建設しました。中国で大量に廃棄されている藁（わら）からバイオエタノールを効率良く生産できることを実証できる見通しです。

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