プラズマ・エネルギーフロンティアとエネルギーシステム・制御

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プラズマ・エネルギーフロンティア

プラズマ技術が社会に浸透していくと、エネルギーの生産・流通・活用の形が劇的に進化します。
ナノから地球規模まで、社会のあらゆる分野の課題にプラズマが答えを出す日が来るでしょう。

気体・液体・固体のどれとも異なり、物質の第四態ともいわれるプラズマ。プラズマディスプレイや半導体プロセスプラズマなどの低温プラズマから、宇宙・太陽プラズマや核融合エネルギーへ利用される超高温プラズマに至るまで、物理的にも面白く、美しく、応用範囲の広い現象です。

この分野では、このプラズマを道具として、エネルギー分野を取り巻く緊急性の高い課題を対象に、エネルギーシステム・制御の分野と協調して研究に取り組んでいます。具体的な研究テーマとしては、人類究極のエネルギー源といわれる核融合エネルギーの実用化、100万ボルト送電や高温超電導送電の利用による電力システムの大幅な効率化、さらには、社会的に取り組みが要請されている環境の保全と改善を目的とする課題が挙げられます。

一方、プラズマの応用に関する研究テーマも近年広範囲に及んでいます。例えばプラズマの特性を活かした有害化学汚染物質の効率的な分解技術、殺菌やDNA操作などのバイオ技術、怪我や病気治療などの医療技術、ナノテクを駆使した新しいセンサデバイス技術、カーボンナノチューブなどの新素材生成技術の開発等々。人類にとってのフロンティアである、宇宙の解明や利用に伴った諸問題にも取り組んでいます。

このように、21世紀中に人類が直面する諸問題を解決するには、プラズマ、放電、材料、デバイス、バイオ、機器、システム、運用制御に至るまで広範な技術分野を技術的ベースとし、さらに資源問題やエネルギー戦略など長期展望の視点を併せ持つ総合力が要求されます。こうした要請に応えるべく、この分野では、電磁気に始まる基礎科目から応用科目までを幅広く網羅。プラズマ、エネルギー分野のみならず社会の幅広い分野で活躍できる豊かな人材の育成をめざしています。

球状トカマ型核融合炉と炉心プラズマ(UKAEA)。ドーナツ状炉心プラズマをリンゴのように圧縮すると経済性が飛躍的に向上する
プラズマは環境・医療・バイオ・材料・エネルギー・プラズマディスプレイなど様々なところで利用されている
110 万ボルト送電試験場。世界標準の100 万ボルト級の電力ネットワークはここから始まった(東京電力株式会社 UHV 機器試験場)

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エネルギーシステム・制御

ここまで紹介してきたどの分野の先進的研究も、電気エネルギーとそのエキスパートが支えています。
再生可能エネルギー、電気駆動から超電導の実用化まで、知恵を駆使し、環境の世紀をともに生きましょう。

電気エネルギーは、機械/化学/熱/光エネルギーなどどんなエネルギー形態にも最高効率で変換できるクリーンエネルギーです。さらに近年、電力変換技術の向上に伴って、電気エネルギーは非常に高い変換効率と制御性を持つようになり、情報社会の根幹を担うエネルギーになると予想されています。

電気エネルギーの発生は、再生可能エネルギー源(風力、太陽、バイオマスなど)や分散型電源などの普及により今後ドラスティックな変貌を遂げるでしょう。それに伴って電気エネルギーを安定に輸送する手法も従来の前提が崩れるため、新たな考え方を導入しなくてはなりません。

また、電気エネルギーの応用でも大きな変革が起こりつつあります。自動車や鉄道・船舶などでは、応答が速く再現性の高い電気駆動が広範に普及しています。情報機器や移動体へのエネルギー供給についても、高性能電池や電気二重層コンデンサの出現や、ワイヤレス電力伝送技術の発展などにより大きく変化しようとしています。このような状況の中、エネルギーシステム・制御の分野では「電気エネルギー」「制御」「システム」をキーワードとし、プラズマ・エネルギーフロンティアの分野と協調して研究を進めています。研究領域は電気エネルギーの発生から流通/応用まで多岐にわたります。発生に関しては分散型電源導入の評価など、流通に関しては再生可能エネルギー源の大量導入を可能とするシステムや、今後実用化が期待される超電導応用機器、回生ブレーキを通じた再利用 などを研究。また応用研究としては電気自動車/電気鉄道の電源/駆動システム、福祉機器 まで様々。身近なクルマから地球環境、宇宙まで網羅しています。

未来社会の根幹を担うエネルギーシステムを一緒に考えて行きませんか?

電気自動車「FPEV4-Sawyer」ワイヤレスインホイールモータを世界で初めて開発し、走行試験に成功
風力発電から地球全体のエネルギー問題の解析、更に宇宙太陽光発電まで
実用化に向けた開発が進められている超電導磁気浮上式鉄道

教授 大崎博之
Hiroyuki OHSAKI

超電導技術による革新的エネルギー機器と高磁界応用システムの実現を目指す。

教授 小野 靖
教授 小野 靖
Yasushi ONO

無尽蔵のエネルギー源: 核融合= 人工太陽の早期実現で環境問題の抜本解決を!

教授 古関隆章
Takafumi KOSEKI

文明とは物を動かすこと: 実際に旅して運ぶ科学を考えませんか。

教授 日髙邦彦
Kunihiko HIDAKA

ナノからテラ規模まで広がる高電圧現象の不思議、研究の可能性は無限大です。

教授 堀 洋一
教授 堀 洋一
Yoichi HORI

100年後のクルマとエネルギーのために、今できることを考えよう。

教授 横山明彦
Akihiko YOKOYAMA

環境にやさしい知的な電気エネルギーネットワークで安全・安心な社会の実現を!

准教授 小野 亮
准教授 小野 亮
Ryo ONO

大きなポテンシャルを秘めたプラズマ、その可能性を追求しよう。

准教授 熊田亜紀子
Akiko KUMADA

放電は綺麗でそして不思議で見ていて飽きません。自然の神秘です。

准教授 関野 正樹
准教授 関野 正樹
Masaki SEKINO

体に優しい磁気を使って、次世代の医療に役立つ診断・治療機器を開発しよう。

准教授 馬場旬平
准教授 馬場 旬平
Jumpei BABA

エネルギーを自在に操る技術で未来社会を築こう。

准教授 藤本 博志
准教授 藤本 博志
Hiroshi FUJIMOTO

制御工学を生かした近未来EVなど、世界を変える研究に取り組もう!

Yoshiaki NAKANO
(量子フォトニクス)

プラズマ理工学講義担当

准教授 井 通暁
准教授 井 通暁
Michiaki Inomoto

宇宙電気電子システム工学講義担当

教授 齋藤 宏文
Hirobumi SAITO
教授 橋本 樹明
Tatsuaki HASHIMOTO
教授 久保田 孝
Takashi KUBOTA
准教授 廣瀬 和之
教授 廣瀬 和之
Kazuyuki HIROSE

グローバルシステム工学講義担当

特任准教授 岩船 由美子
特任准教授
岩船 由美子
Yumiko IWAFUNE
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