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受賞歴のある大規模エネルギー貯蔵技術 (Prize-winning technology for large-scale energy storage) 0405電気設備

受賞歴のある大規模エネルギー貯蔵技術 (Prize-winning technology for large-scale energy storage)

有機電極と水系電解質による、安全、安価でサステナブルなエネルギー貯蔵技術を開発。新タイプの水系電解質とリグニンより作製した電極。高濃度の水系ポリマーであるアクリル酸カリウム、リグニンカソードとポリイミド・カーボンアノードで構成され、プリンティングで作製できる。
500Wh/kg級リチウム空気電池を開発~世界最高レベルのエネルギー密度を実証~ 0405電気設備

500Wh/kg級リチウム空気電池を開発~世界最高レベルのエネルギー密度を実証~

現行のリチウムイオン電池の重量エネルギー密度(ワットアワー/キログラム)を大きく上回る500ワットアワー/キログラム級リチウム空気電池を開発し、室温での充放電反応を実現しました。さらに、世界中で報告されているリチウム空気電池の性能の網羅的な調査により、NIMSが開発したリチウム空気電池は、エネルギー密度ならびに、サイクル数の観点で世界最高レベルであることを示しました。
開発者も驚愕する新しい固体電池 (A New Solid-state Battery Surprises the Researchers Who Created It) 0405電気設備

開発者も驚愕する新しい固体電池 (A New Solid-state Battery Surprises the Researchers Who Created It)

固体電解質と全シリコンアノードを利用した、安全、長寿命でエネルギー高密度のシリコン全固体電池を開発。電力系統でのエネルギー貯蔵や EV での利用が期待できる。
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永久に遊べるバッテリーフリーのゲームボーイ (Battery-free Game Boy runs forever) 0405電気設備

永久に遊べるバッテリーフリーのゲームボーイ (Battery-free Game Boy runs forever)

太陽光による環境発電とユーザーの挙動からエネルギーを供給する、バッテリーフリーのインタラクティブ・デバイス・プラットフォームである Energy aware gaming platform (ENGAGE)を開発。ゲーム機前面に太陽光パネルを設置した ENGAGE エミュレーターを作製。太陽光とゲーム機のボタンを押す動きを通じてエネルギーを捕獲する、より持続可能な IoT でのバッテリーフリー・モバイルゲーミングのリファレンス実装とフレームワークを提供する。
有機太陽電池の変換効率向上の障壁を特定して克服 (Researchers identify and clear efficiency hurdle for organic solar cells) 0405電気設備

有機太陽電池の変換効率向上の障壁を特定して克服 (Researchers identify and clear efficiency hurdle for organic solar cells)

有機太陽電池のエネルギー変換効率を低減させる、電池内のエネルギー損失の問題を解決することで、シリコン太陽電池により近い変換効率を達成。分光法とコンピューターモデルを組合せて有機太陽電池で起こるフォトンの吸収から再結合までのメカニズムを追跡し、三重項励起子が主要な原因であることを特定。電子を供与・受容する材料間の分子の強力な相互作用を作り出すことで、再結合による三重項励起子の形成が起こらないよう電子と正孔の分離状態を保持可能なことを確認した。
超薄板窒化ケイ素セラミックス基板の高絶縁耐圧を実証~次世代モビリティー用モジュールの小型化に期待~ 0405電気設備

超薄板窒化ケイ素セラミックス基板の高絶縁耐圧を実証~次世代モビリティー用モジュールの小型化に期待~

32 μmの超薄型基板窒化ケイ素絶縁放熱基板を試作し、同薄板の絶縁耐圧が次世代電気自動車に使用可能な水準にあることを実証した。
酸化物系固体電解質材料を用いた電極で全固体電池の室温作動に成功 0405電気設備

酸化物系固体電解質材料を用いた電極で全固体電池の室温作動に成功

次世代リチウムイオン電池である酸化物系全固体電池向けの高容量正極および負極を新たに開発し、リチウムイオン電池の長年の課題であった安全性の大幅な向上に道筋をつけることができた。
高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減~脱炭素に貢献する電気機器の超伝導化に道筋~ 0405電気設備

高温超伝導線の交流損失を20分の1に低減~脱炭素に貢献する電気機器の超伝導化に道筋~

高温超伝導線の薄膜状の超伝導体を細いフィラメントに分割しその上に銅をめっきしたマルチフィラメント薄膜高温超伝導線を、細いコア(芯材)のまわりにスパイラル状に巻くことで、超伝導体の中に侵入した細い磁束の線(磁束量子線)の移動距離を抑えました。磁束量子線の移動に伴う摩擦発熱のような交流損失を、標準的な薄膜高温超伝導線に比べて約20分の1に低減することに成功しました。
連続・自動合成法でPEFC向け高性能触媒の合成に成功、高効率合成も実現 0405電気設備

連続・自動合成法でPEFC向け高性能触媒の合成に成功、高効率合成も実現

固体高分子型燃料電池(PEFC)向けの高性能なコアシェル型触媒の合成に成功し、その高効率合成も実現しました。
炭素電極を備えたペロブスカイト太陽電池の性能が光照射で回復 0405電気設備

炭素電極を備えたペロブスカイト太陽電池の性能が光照射で回復

炭素電極を備えたペロブスカイト太陽電池の性能が光照射によって回復するメカニズムを提唱し、ペロブスカイト太陽電池で世界最長となる屋外環境20年相当の寿命(耐久性)を加速劣化試験(ダンプヒート試験および熱サイクル試験、共にIEC 61215:2021を準拠、規格に対して試験期間を3倍に延長)により実証しました。
グラファイトを用いた3次元的な熱流制御により超高性能ヒートスプレッダを実現 0405電気設備

グラファイトを用いた3次元的な熱流制御により超高性能ヒートスプレッダを実現

パワー半導体の高い放熱性能の実現に向けて、異なる配向のグラファイト材を重ねて接合したヒートスプレッダを開発し、グラファイト本来の異方的な熱伝導を等方的に変換することに成功しました。本ヒートスプレッダを用いてデバイスの放熱試験を行った結果、900 W/m-Kの熱伝導率を有する等方性材料と同等の性能を達成しました。
標準的な太陽光発電技術で屋内スマートデバイスに給電 (Common Solar Tech Can Power Smart Devices Indoors, NIST Study Finds) 0405電気設備

標準的な太陽光発電技術で屋内スマートデバイスに給電 (Common Solar Tech Can Power Smart Devices Indoors, NIST Study Finds)

屋内照明のエネルギーを利用する太陽光発電技術について調査し、その実現可能性を裏付ける結果を報告。
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