東京大学産学連携プロポーザル

当研究室では、新しいエネルギー資源の開発と近未来の持続型炭素循環システムの構築を目指して、メタンハイドレートの生産手法、CO2の地中隔離とバイオ技術を用いたメタン変換、地殻掘削のエンジニアリング、統合型流体シミュレーション技術とIOR／EOR、地熱資源開発など、様々な観点からエネルギー流体工学に関する研究を推進している。このような研究の実装に関心のある企業との連携が可能である。

本研究室では人工物と自然環境の共存を使命とした調和システムのコンセプト作りを目標に研究を行っている。そのために環境現象の物理・化学・生態学的モデリングおよびそれらの統合化による環境影響予測システムや、環境リスクマネジメントの手法による社会的合意形成システムの構築を行い、真の環境調和システムの在り方を具体例をもって考えている。研究対象はCO2 海洋・海域地中貯留の環境影響評価、メタンハイドレート堆積層中流動現象の研究、ガスハイドレートの生成・分解モデリング、ハイドレートを用いたCO2 海域地中貯留、バイオ燃料生産のためのフォトバイオリアクターの開発、マルチスケール海洋モデルの開発、海洋乱流や成層回転流体の実験的数値的研究、光合成のフラッシングライト効果や海洋生物への CO2 影響モデルの開発等がある。これらの研究に関心のある企業との連携が可能である。

本研究室では、エネルギー源として風力、海流・潮流エネルギー、温度差ねるぎー、波力、太陽エネルギーといった海洋再生可能エネルギーに注目している。この分野では、実用化に向けて世界的な研究競争が行われている。また、深海底鉱物資源開発や地球温暖化対策としてのCO2海洋隔離、海洋空間を利用した環境負荷の小さい物流や資源備蓄施設についても研究を行っている。これらの研究開発や実現をリードするために、海洋再生可能エネルギーや資源開発の企画を行うとともに、先端的な技術開発を目標として、ライザーや浮体構造物のVIV・VIM挙動予測や、位置保持など海洋プラットフォームの要素技術開発に取り組んでいる。 このような研究に関心のある企業・団体・地方自治体等との連携を希望する。

カーボンニュートラルの実現に向けて次世代太陽電池の研究を進めている。具体的には、ペロブスカイト太陽電池、量子ドット太陽電池、広帯域色素増感太陽電池、蓄電機能内蔵太陽電池、各種タンデム太陽電池などの研究を進めている。有機系太陽電池技術研究組合（RATO)への入会のほか個別共同研究も受け付けている。この他、もっと幅広い産学連携テーマを扱う「東京大学サステイナブル未来社会創造プラットフォーム」も運営している。

この研究室では、走査プローブ顕微鏡（ナノプローブ）技術を拡張し、様々な材料・デバイスにおける局所的な物性を明らかにする研究に取り組んでいる。 これまでに、独自に開発した光援用ナノプローブ技術を適用して、太陽電池材料における光励起キャリアの微視的な振る舞いについての理解を深めることにより、太陽電池特性改善への方策を探求する研究や、複数の周波数の交流電圧を印加した導電性ナノプローブ手法により、特に半導体材料中のキャリアの振る舞いなどを局所的に明らかにする研究、などに取り組んでいる。 当研究室の技術による材料評価の共同実施や新たな計測技術の共同開発に関心のある企業との連携を希望する。

マイクロ・ナノ構造ではじめて発現するユニークな物理現象が数多くある。これらの高機能表面を、レーザや粉体を用いて効率よく加工する手法と新しい応用を研究開発している。また、これらの微視的で高速な複雑現象からなる生産プロセスのプロセスパラメータを効率よく探索するためのデータ駆動型プロセス・インフォマティクスの研究も行っている。 現在以下のような研究テーマに取り組んでおり、応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。 　研究テーマ 　　機能表面のレーザ微細加工 　　粉体3Dプリンティングの高速マイクロ現象の解明 　　粉体プロセス・インフォマティクス

触媒技術に基づくエネルギー資源の創成を目指し、以下のような研究に取り組んでいる。 １．新しいエネルギー資源の創成と社会システムの構築 　現代の人類は、地球規模でのエネルギー問題に直面している。在来型化石燃料や地下資源等のエネルギーに主に依存している現状から脱却する方法の一つとして、人工光合成に代表されるような新しいエネルギー”資源”の創成が模索されている (エネルギー資源のパラダイムシフト)。現実的な方法の一つは、太陽光、風力、潮力、地熱発電等の再生可能エネルギーを利用することだが、この再生可能エネルギーを効率的に利用するためには、そのエネルギーを物質エネルギーへと変換し、社会で広く利用可能な新しいエネルギー”資源”を創成する必要がある。当研究室では、この新しいエネルギー”資源”の創成とそれを利用した革新的な社会システムの構築に挑戦している。 ２．アンモニアを資源に変える触媒技術の開発 　アンモニアは大気中の窒素から合成でき、水と窒素のみを排出する新しいエネルギー資源として期待されている。アンモニアをエネルギー資源として利用する「アンモニア社会」の実現に必要な次世代型窒素固定触媒の開発を行っている。分子触媒である窒素錯体をデザインし、常温常圧の温和な条件下で進行する触媒的なアンモニア合成反応の開発に取り組んでいる。 ３．資源・エネルギーの観点からの触媒反応開発 　身の周りにあるプラスチックや医薬品等の化成品等は、触媒を用いた化学反応の積み重ねで合成されている。より効率的な合成法の開発は資源、エネルギーの観点から重要であり、我々は触媒技術を用いることで、未来を担う化学反応の開発に取り組んでいる。 研究成果の応用・実用化に関心のある企業との連携を希望する。

グリーントランスフォーメーションに向けて、環境発電や消費エネルギーの大きな高性能光電子デバイスにおける熱マネジメント、量子通信網の構築などに、高度な熱・フォノン制御技術が求められています。本研究室は、半導体ナノ構造による高度な熱・フォノン制御可能にする新しい物理の探求とその応用展開を行っています。環境熱発電を用いたエネルギー自立型センシングシステム開発を産学連携体制で推進しています。また、フォトンやフォノンなどの複数の量子をハイブリッドすることで革新的な機能を可能にする「量子融合エレクトロニクス」分野の研究に取り組んでいます。 環境熱発電や半導体などの熱に関する諸問題の解決に関する共同研究開発や、研究成果の応用に関心のある企業との連携を希望します。

宇宙機(ロケット・人工衛星)と航空機のエンジン内部における熱流動現象を対象とした研究を行っている。宇宙機に関係した気液二相流の研究の他、直近の課題として、濡れ性モデルと相変化モデルの高度化に取り組んでいる。これらの課題については、相変化を考慮した界面捕獲法(8)によるキャビテーション現象の数値解析などを通じて、新たな手法やモデルの妥当性評価を着実に進めている。このような熱流動現象に関する研究成果は、航空宇宙分野のみでなく、流体に関わる様々なな分野での応用が想定され、関心のある企業との連携を期待する。

当研究室では、様々な酵素（タンパク質）に対して個々の立体構造を解き明かしながら、その機能や働きの成り立ちを探る研究を進めている。現在の研究対象は、ビフィズス菌が腸内で各種のオリゴ糖・糖鎖を分解する酵素、様々な刺激や分子の入り口となる受容体や輸送体タンパク質、バイオ燃料の生産に用いられるバイオマス分解酵素などである。これらの酵素やタンパク質には、基礎の枠を超えて実用面でも関心の高いもの、あるいは未だ解析されずにいるタンパク質が多く含まれており、改変をほどこすことにより有用物質の生産に用いられるものもある。 産業上有用な控訴の応用技術開発に関心のある企業との連携を希望する。