KISTEC 地方独立行政法人 神奈川県立産業技術総合研究所 innovation2021

オンデマンド配信 紹介

横浜国立大学GMI研究拠点/KISTEC共催
クリーンエネルギー材料技術フォーラム

 今年で8回目となるクリーンエネルギー材料技術フォーラムは,KISTECと横浜国立大学グリーンマテリアルイノベーション(GMI)研究拠点が共催し,クリーンエネルギー社会システム構築のための電気化学エネルギーデバイスの高性能化に必要な材料技術および触媒関連技術について発表いたします.
 今年は,特別講演として、神奈川大学の松本太先生に、「レーザー加工穴あき電極によるリチウムイオン二次電池の高性能化」と題してご講演いただきます。
 皆様のご視聴をお待ちしております。

タイトル概要講演者
【特別講演】
レーザー加工穴あき電極によるリチウムイオン二次電池の高性能化

【特別講演】
レーザー加工穴あき電極によるリチウムイオン二次電池の高性能化

将来実現することが想定される非接触充電システムに対応する高入出力特性を有する畜電デバイスの開発を目指して、リチウムイオン二次電池の電極にピコ秒パルスレーザーを用いてマイクロレーザーサイズの穴をあけることによって入出力特性を大きく向上することを明らかにしている。また、正極において、リチウムイオン電池の正極とキャパシタの正極のをハイブリッド化した正極においてより高い入出力特性を得ることも穴あき電極において実現することができた。さらに穴あけ電極は電池の初期不可逆容量の発生を除去するリチウムイオンプレドープのセル内で可能にする技術となっている。

神奈川大学
〇松本 太

リチウム塩溶媒和物のイオンホッピング伝導と電池応用の可能性

リチウム塩溶媒和物のイオンホッピング伝導と電池応用の可能性

リチウム塩と有機溶媒からなる溶媒和物の構造,基礎物性,輸送特性および電池適用について検討した.リチウム塩を有機溶媒と混合すると,定比で溶媒和物を形成する場合が多いが,融点が室温以下で溶融した状態の溶媒和物は,極めて高い塩濃度(3 mol/L以上)を有し,これにより特異な物性を発現する.我々はリチウム塩を有機溶媒に高濃度で溶解させた電解液中でリチウムイオンのホッピング伝導が発現することを見出した.高濃度電解液の基礎物性と次世代蓄電池へ適用した結果を紹介する.

横浜国立大学
〇獨古 薫

 上野和英

 渡邉正義

トルエン電解水素化電解槽の電流効率の向上

トルエン電解水素化電解槽の電流効率の向上

脱炭素化のためには、再エネ電力を水素などの化学エネルギーとして貯蔵・輸送して電力グリッドのインバランス解消と非電化分野をすることが必須である。我々は、高効率水素エネルギーキャリア製造技術として膜電解技術を用い、水の分解とトルエン電解水素化を同時に行う電解槽を開発している。本講演では、本技術の原理と課題をまとめ、水素化の副反応である水素発生を抑制して電流効率を向上するために触媒層の厚さや形状などの構造の最適化を行った結果を報告する。

横浜国立大学
〇光島重徳

 長澤兼作

 黒田義之

電解質イオンの配位に着目した有機電解合成

電解質イオンの配位に着目した有機電解合成

電気化学的に物質変換を行う有機電解合成は、グリーンケミストリーに資する物質生産法として注目されている。また、電極電子移動により発生する高反応性の化学種は様々な得意な分子変換を可能とするため、学術的にも大変興味深い方法論である。本発表では、電気化学的に発生する活性種、特にカチオン性中間体の反応性に関する最新の知見を報告する。特に、電解反応において必須となる電解質がカチオン性中間体の反応性に極めて大きな影響を与えることついて、様々な事例を交えて紹介する。

横浜国立大学
〇信田尚毅

SECMによる導電性ダイヤモンドの特性評価について

SECMによる導電性ダイヤモンドの特性評価について

電気分解等に用いられる導電性ダイヤモンドは、優れた性質から様々な用途展開が期待されている。本研究では、熱フィラメントCVD装置により成膜された導電性ダイヤモンドがどのような電気化学特性を有しているか検証するため、走査型電気化学顕微鏡システム(SECM)を用いてサンプル内の導電性分布を直接評価できる手法を開発した。この手法により、導電性ダイヤモンド表面では、電流が流れる部分と流れない部分がランダムに存在し、成膜時のホウ素導入量を増やすと電流の流れる部分が増加することが確認された。

千葉県産業支援技術研究所
〇田中弥

 篠田清

 吉田浩之

 山本貴之

 近間真澄

講演者について:氏名の先頭に〇が付いている方が発表者となります。

KISTEC等の研究成果・業務実績等

タイトル概要講演者
パワーデバイスの試験動向と規格試験評価

パワーデバイスの試験動向と規格試験評価

持続可能で豊かな社会を実現するためには、省エネルギーと環境問題を解決することが必要です。そのためには、車載搭載部品をはじめとするあらゆる電子機器の機能を支えている電子デバイスの革新がカギとなります。これから成長するキーデバイス評価として、高電圧評価とパワーデバイスついての試験規格や製品について紹介します。

エスペック株式会社 システムSE部 SE1グループ
マネージャー
北川 真

溶接技術における熱弾塑性シミュレーションの活用事例の紹介

溶接技術における熱弾塑性シミュレーションの活用事例の紹介

 アーク放電、レーザ、通電等により異なる金属部材の界面を溶融・凝固することで部材の一体化を図ることができる。この一体化プロセスである溶接技術はものづくりの現場では不可欠な技術である。  しかし、熱を加えることで、部材の変形、残留応力、金属組織変化等の設計者が予期しない現象が生じ、一体化された構造物における不具合が発生する。  本発表では市販の熱弾塑性シミュレーションによる、溶接構造物の変形、残留応力計算およびスポット溶接における温度履歴と金属組織変化の関係について紹介する。

KISTEC
情報・生産技術部
部長
薩田 寿隆

(仮)CAD/CAEによる技術支援の実例と課題

(仮)CAD/CAEによる技術支援の実例と課題

当所では、3次元CADとCAEによる、設計・3Dモデリング・構造解析に関する企業支援を実施している。本発表では、その具体的な方法や支援事例及び試験(シミュレーション)内容の傾向、また業種等も含めたここ数年の支援実績ついて紹介する。

情報・生産技術部
グループリーダー
斉藤 光弘

トポロジー最適化技術を用いた意匠設計への利用紹介

トポロジー最適化技術を用いた意匠設計への利用紹介

トポロジー最適化技術は、部材に設定した荷重条件に対して、最適な材料分布を解析し、効果的に軽量化する技術であるが、解析結果は複雑形状になるため加工が難しく、製品設計には限定した範囲でのみ用いられてきた。しかし、設計者が想像しえない形状が得られることもあるため、3Dプリンターや5軸制御マシニングセンターなどの加工機を用いることで、従来製品との差別化を図った製品デザインを実現するためのツールとして活用できる可能性がある。 本発表では、トポロジー最適化の概要や、実際にテーブルを設計し加工した例を紹介する。

情報・生産技術部
グループリーダー
阿部 顕一

塑性加工シミュレーションの支援事例の紹介

塑性加工シミュレーションの支援事例の紹介

主に製造業では、金属製品の生産工程を最適化するために、シミュレーション技術が盛んに活用されている。当所においても、ものづくりのための塑性加工シミュレーションの研究支援を実施している。 本発表では、新しい工法開発、プレス加工製品における不具合対策、加工製品の変形予測と加工荷重の推定、プレス荷重とばらつき低減のためのロバストシミュレーションなどを紹介する。

情報・生産技術部
主任研究員
高橋 和仁

切削加工における面粗さ予測に関する研究

切削加工における面粗さ予測に関する研究

熟練技術者の高齢化に伴い、熟練者の技能・ノウハウを非熟練者に伝承することが求められている。高精度な仕上がりが要求される切削加工においては、熟練者の技能・ノウハウによって、目標となる加工精度を得るための切削条件が選定されている。そのため、非熟練者が熟練者のように切削条件を選定するには、実験を繰り返し実施しなければならない。 そこで本研究では、適切な切削条件の導出を支援することを目的として、切削条件から加工面粗さを予測する機械学習モデルの構築・評価を行った。

情報・生産技術部
主任研究員
奥田 誠

主任研究員
横田 知宏

ランダムフォレストを用いたLMD時における投入粉末の歩留りにおよぼす重要度の検討

ランダムフォレストを用いたLMD時における投入粉末の歩留りにおよぼす重要度の検討

LMD(Laser Metal Deposition)はレーザー照射で形成される溶融池に金属粉末を投入することで肉盛溶接を行う加工技術である。LMDの加工条件はレーザー出力、走査速度、粉末投入量など様々であり、加工コストに直接関連する溶着効率(歩留り)に及ぼす因子が明らかではない。 そこで機械学習の一つの手法としてランダムフォレストを用いることで説明変数の重要度を導出し、歩留りの予測精度を向上させる因子を明らかにする。また、加工現象を踏まえた複合説明変数の検討を行った。

情報・生産技術部
研究員
福山 遼

主任研究員
中村 紀夫

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