プロジェクト部門

本部門では、工学系研究科の将来に資する社会連携プロジェクトの実施と、工学系研究科を代表する横断型のプロジェクトの展開をはかっており、特に、産学連携研究や領域間融合の研究を推進している。また、研究成果の社会還元と産業界からの幅広い要求に応えるための社会連携機能の強化・支援業務の一環として、一般財団法人 総合研究奨励会の企画運営を担っている。

エネルギー環境問題を解決し新しいエネルギーシステムを実現するための要素技術の研究

プロジェクト部門 寺井 隆幸

現在のエネルギーシステムは化石エネルギーを中心としたものであり、一次エネルギーから二次エネルギーへの変換や二次エネルギーの使用に際して、大量の二酸化炭素を発生する。また、現在の二次エネルギーとしては電力も大きな役割を担っているが、電力は輸送に送電線を必要とすること、大量の貯蔵が難しいことなどの欠点がある。一次エネルギーを非化石エネルギーに代え、二次エネルギー媒体として水素を併用すると、これらの問題が軽減されることになる。特に、二次エネルギー媒体としての水素は電力との相互変換が可能なので、電力の持つ欠点を大幅に解決できる可能性がある。
そこで本研究グループでは、水素を二次エネルギー媒体として用いる「水素エネルギーシステム」を実現するための要素技術に関する研究開発を行っている。具体的には、一次エネルギーとしての原子力や核融合炉工学に関する研究、水素の製造・輸送・貯蔵などに関する研究、これらの要素技術を支える材料技術としての高エネルギープロセシングに関する研究を、材料科学的視点から実施している。

水素エネルギーシステム

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多元系無機化合物を用いた物質・機能開拓

プロジェクト部門 荻野 拓

資源が乏しい我が国にとって、ものづくり及びその源流である新物質開発は産業競争力の生命線である。無機化合物の探索手段としては一般的に、アニオンを固定した上で金属元素の組み合わせや組成比をパラメータとして行う探索研究が主流であった。しかしこのような物質開発には限界があり、現在新たなアプローチが求められている。このような状況で我々が注目しているのが、同一化合物中に酸素、窒素、水素、硫黄など複数のアニオンが含まれる、“複合アニオン化合物”である。複合アニオン化合物は、電気陰性度などの各アニオンの個性を活かすことによって物質設計に新たな次元を加えることが可能で、単一アニオン化合物に比べ元素の組合せが格段に増えるほか、局所配列や秩序度などの自由度も合わせると理論上は無限に近い物質が考えられる。研究グループでは、複合アニオン化合物を用いて革新的な物質・機能を産み出すことを目標に研究を行っている。多元系で未探索領域であった複合アニオン化合物に無機化学的なアプローチを導入することで指針を確立し、100種を超える物質の合成に成功したほか、超伝導や蛍光など様々な機能を見出している。

研究グループの物質開発の概念図

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次世代風力発電システムの創成寄付講座 

プロジェクト部門 石原 孟・鈴木 英之・山口敦

次世代風力発電の創生寄付講座では、次世代の風力発電、特に洋上風力発電の実用化に向けた研究を行っている.洋上風力発電の実用化のためには,適地選定のための賦存量算出,安全性照査のための設計条件評価や風力発電設備に作用する荷重評価,事業性評価のための発電量予測および初期コストならびに運転コストの評価,船舶の衝突安全性評価などの幅広い技術が必要であるが,当寄付講座では,経済産業省による福島沖浮体式洋上風力発電実証研究事業や,NEDOによる銚子沖洋上風力発電実証研究事業に関わり,これらの技術全般にわたる研究を行っている。例えば,設計条件評価においては,台風モデルを利用したモンテカルロシミュレーションにより不確実性を考慮した極値風速を算定する手法を確立するとともに,台風モデルと気象モデルにより求めた合成風速場を波浪シミュレーションンの境界条件に用いることにより,うねりおよび風波の両方を考慮した極値波高の評価手法を提案し,従来の手法と比較して高精度に極値波高を評価できることを示した.これらの成果は,洋上風力発電所の設計手法を定めた国際標準に採用される予定である.


福島沖に設置された2MW浮体式洋上風力発電設備

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風速および発電出力の短期予報 

プロジェクト部門 山口敦

風力発電の出力は変動することから,発電事業者が電力を市場にて売却するため,あるいは電力系統運用者が効率的な運用を行うために,発電出力の高精度な短期予報が求められている。また,洋上風力発電所においては経済的な維持管理のために,高精度な気象・海象予報が求められている.
本研究では,気象庁から毎日8回配信される数値気象予報データと,風力発電所で10分毎に計測される風速と発電出力を用いて,ノンパラメトリック回帰により翌日の30分毎の発電出力を予報するモデルを提案するとともに,提案したモデルを用いてオンラインシステムを構築し,実観測データを用いて検証を行っている。これまでのところ,リアルタイム観測データを用いることにより,数値気象予報データのみを用いるモデルと比較して,6時間先予報までの予報誤差を低減させることができることを明らかにした。また,風車の運転状況を示すモデルを導入するとともに,そのモデルパラメータを他のモデルパラメータと比較して短い時間スケールの忘却係数を用いて同定する手法を提案し,従来のモデルと比較して予報誤差が低減できることを示した。


発電出力の短期予報システム

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ナノ電子フォトン国際センター

プロジェクト部門 センター長 田畑 仁

バイオシステムにおける情報処理の鍵が”ゆらぎ”機能にある事に着目して、スピングラスやリラクサー(双極子グラス)に特徴的な物性ゆらぎを用いた、新規デバイス(超省エネルギー、高感度)や脳型メモリ素子の研究を行っている。

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先端電力エネルギー・環境技術教育研究センター(APET)

センター長 日髙 邦彦

地球温暖化、化石燃料の価格変動、電力自由化、工学離れによる人材確保への懸念など、電力エネルギー技術を取り巻く環境は大きく変化している。このような社会情勢を踏まえ、東京大学大学院工学系研究科では、電力エネルギー技術に関連の深い産業界の支援を得て、魅力ある電力エネルギー・環境技術を教育研究する産学連携のしくみとして、「先端電力エネルギー・環境技術教育研究センター」(CenterforAdvancedPowerandEnvironmentalTechnology,APET)を発足させた。APETは、総合研究機構に所属し、電気系工学専攻を世話専攻としており、先端技術の研究開発を進めるとともに、将来の電力エネルギー技術を支える優秀な人材の育成を通じて、社会の持続的発展に貢献していきたいと考えている。
APETの中核は、電気系工学専攻に開設されたユビキタスパワーネットワーク寄附講座およびパワーフロンティア寄附講座である。活動期間は2008年6月~2013年3月の5年間、寄附企業は7社であり、産業界とは共同研究や学生見学・研修等を通じて密接に連携している。ユビキタスパワーネットワーク寄附講座は主に電力系統システム技術の教育研究を、パワーフロンティア寄附講座は主に電力機器ハードウェア技術の教育研究を担当している。APETは、①教育、②研究、③学生啓発、④イベント・講演、⑤産学連携、⑥学内連携、⑦大学間交流、⑧国際交流等に多角的かつ積極的に取り組んでいる。活動は軌道に乗ってきており、ユビキタスパワーネットワーク寄附講座およびパワーフロンティア寄附講座での研究成果はさらに充実していくことであろう。APETは、電力エネルギー・環境技術の魅力が若者に浸透し、一緒に学んでみたいと思う意欲ある学生が数多く集まり、実りある研究成果が生まれ、優秀な人材が育って社会で活躍し、そして次の世代の若者を触発する、という正帰還をぜひ実現したいと願っている。みなさまのご理解とご協力をお願いしたい。

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イノベーション政策研究センター

センター長 坂田 一郎

我が国の社会生活や産業にとって、環境・エネルギー、BRICs諸国の急成長、南北問題等に見られるように地球的な視点と科学技術に基づく国家戦略がますます重要になってきました。本研究センターでは、科学技術政策および産業政策の策定と評価を学術的に研究することを目的とし設置されました。さらに、得られた研究成果をもとに具体的な政策提案を行い、政府関係機関および国際機関と積極的に議論を積み重ねその有効性を評価することを通じ、より良いイノベーション政策の立案に寄与することを目指しセンターとしての活動を実施しています。
特に近年の爆発する知の状況下においては、政策立案および評価を適切に行うための情報収集・分析・構造化に関する情報技術の開発、ならびに構造化された知識を行動に繋げるためのフレームワークの構築政策が必須です。したがって本研究センターではこれに関連する情報科学の研究を推進するとともに、これを応用した、イノベーション昂進のモデルと推進政策の研究、地域経済振興のクラスター形成のモデルと推進政策の研究、中小企業・ベンチャー企業の成長のモデルと支援の政策研究を社会と連携しながら行っています。また、それぞれの研究プロジェクトは、該当する専門知識を持つ教員および専門研究員、ポストドクター、学生からなるグループ研究として推進し、地球規模の経済ダイナミックスをにらんで本学と国際機関および企業との連携で行っています。さらに、中国、韓国、ASEAN等の有力大学と連携を強化し、アジア共通のイノベーションモデルと推進政策の提言を行っています。
本研究センターの活動により、世界的に評価を受ける技術経営の研究拠点が形成されるとともに、環境・エネルギー等、イノベーションが社会的に要請されている分野に関し、我が国主導の国際協調の政策提案が具体的に推進され、工学系研究科において科学技術・産業政策を横断的に共有することが期待できます。

「Innovation学」俯瞰マップ

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