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熱光変換量子環境材料の創出

(環境、エネルギー分野)

趣旨と目標

研究代表者が新たに開発したX線原子軌道法XAO法をCeB6結晶に適用したところ、157℃で数eV上にある5d5/2軌道を電子が完全占有していることを発見した。その後の研究で5d軌道を電子が占有する現象は、他の希土類六ホウ化物でも起こっていることが明らかになったが、5d⇒4f遷移により発生すると考えられる紫外光を活用すれば、社会的にも重要な環境量子材料が誕生すると考えられる。現在、200℃以下の工場や家庭から排出される熱を有効に利用する手段はない。たとえば、200℃以下の廃熱を光に変え、太陽光発電の夜間光源として、また、水の電気分解の光源として利用できれば、その社会的貢献度は計り知れない。また、紫外線による自動車の廃棄ガスの浄化作用等も期待できるので、その用途は広い。現在、熱を光に変換する手段はない。その意味で本研究会で取り扱う希土類熱光変換材料は、全く新規な原理に基づく環境材料として、豊かな可能性を持つ。
提案する研究会では、この5d占有による5d-4f熱光変換材料としての基礎研究とともに、その企業化の可能性を追求する。そのため、PFにおける放射光実験、JPARCにおける中性子回折実験を行うとともにCeB6の5d,4f準位のエネルギー差の理論計算を行い、5d-4f遷移を理論・実験から詰める作業を行う。また、分光実験を行うため分光学の専門家に参加いただく予定である。企業の関係者には企業化に当たっての問題点等を検討していただくとともに、希土類熱光変換化合物を透明な媒体(ガラス)にドープする方法の検討を行っていただきたいと考えている。具体的には、研究会に参加する企業と協力して、NEDOの新エネルギーベンチャー技術革新事業等(申請準備中)に応募して、フィージビリティスタディを行った後、本格的な研究開発ステージに展開する予定である。X線回折と分光の専門家、ホウ素化合物研究の専門家が、産官学の区別なく一同に会し、希土類熱光材料の創成に向けて、自由に2年間議論を行い、積極的な産官学共同の予算申請を行う場として、本研究会を活用する。

責任者

田中 清明 (名古屋産業科学研究所・上席研究員)

主要メンバー

舘脇 洋 (名古屋市立大学大学院 システム自然科学研究科・教授)
竹中 康之 (北海道教育大学函館校・准教授)
籠宮 功 (名古屋工業大学工学研究科・助教)
大谷 茂樹 (独立行政法人物質・材料研究機構ナノ物質ラボホウ化物グループリーダー(つくば市))
鈴木 洋 ((株)TYK知的財産室室長)
野崎 哲 (鳴海製陶株式会社産業機材本部営業部商品開発課)

その他

開催場所
名古屋市内(名工大他適宜)
実施形態
研究発表と意見交換の場として年2回実施

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