グループ構成員

概　要

　結晶構造の変化に伴い物性が変化するという「構造物性相関」の理解は、物質・材料科学における重要課題である。特に、希土類物質は、超伝導、磁性など多彩な強相関物性を示す。これらの起源解明のため、希土類がもつ「4f電子」の役割を詳細に理解することが重要課題となっている。
　本研究では、希土類物質の構造相転移に着目し、相転移に伴う4f電子の振る舞いについて実験と理論計算の両面から統一的に理解することを目的とする。具体的には、

1. 希土類R・遷移金属T・半導体元素Xを含む3元化合物RTXの構造相転移
2. 希土類合金におけるアモルファス-アモルファス転移
3. 希土類物質の原子層化に伴って生じる構造相転移

に関して、4f電子の寄与に着目して詳細な理解を目指す。

グループ構成員

概　要

　水素は、脱炭素社会の実現に向けた有望なエネルギーキャリアである。水素貯蔵技術の中でも、水素吸蔵合金は、常温・常圧近傍での安全な取り扱いと高い水素密度の実現が可能であることから、注目を集めている。
　我々のこれまでの研究により、高容量の水素を貯蔵できるマグネシウム（Mg）に水素との親和性・反応性の高い希土類元素（RE）を添加することで、Mgの水素吸蔵特性の大幅な向上が可能であることを示してきた。しかしながら、得られた水素化物は依然として熱力学的に安定であり、常温条件下での可逆的な水素放出が困難であるという課題がある。
　本タスクでは、RE元素を含むMg系水素吸蔵合金の組成を最適化することにより、高い水素吸蔵容量と優れた水素放出特性を両立させる材料設計と合金開発を目指す。RE/Mg比の系統的な調整に加えて、他元素の合金化も併用し、室温近傍での可逆的水素貯蔵を実現することにより、水素エネルギーシステムの実用化に貢献することを目的とする。

グループ構成員

概　要

　北海道地域は、全国的にみて化学・材料産業の規模が比較的小さいと言われています。また社会・経済活動に伴って発生する廃棄物の増加は今後大きな課題になると予想されます。これらの課題に対応するため、資源を効率的に活用し、廃棄物を最小化し、材料を継続的に再資源化する「循環経済モデル」の確立と新材料開発が重要であると考えられます。化学・材料科学・資源循環戦略を有機的に統合することで、地域の産業レジリエンスを高め、持続可能な発展を促進し、新たな高付加価値製品を創出することが可能となると考えられます。
　本タスクフォースでは、機能付与による資源の高付加価値化と環境負荷の低減を両立させた資源循環型社会の構築を目標として、軽希土類元素の新規用途の開拓および触媒材料の合成と評価の研究に取り組みます。特に、次世代高性能発光材料、および廃ガラスを利用した触媒材料の研究に焦点を当てて研究をすすめています。

グループ構成員

概　要

　交流機器並びに交流送電線に高温超伝導線材を適用して省電力及び高効率化を図り、低炭素社会の実現に貢献するためには、希土類系高温超伝導REBa2Cu3O7（REBCOまたはRE123、RE:希土類元素）線材の臨界電流を維持しながら交流損失を低減することが極めて重要である。本研究では市販のREBCO単芯線に多数の内部スプリット（人工クラック）を導入した新しいアイデアによりREBCOスプリット線を開発し、REBCO層が複数の芯に分離した多芯構造または芯間の一部が連結した多岐構造（断続的なクラック）により、交流損失を格段に低減することを目指す。具体的な目標は、臨界電流を80%以上維持しながら交流損失を10分の1以下に低減するポテンシャル実証である。