京都大学エネルギー理工学研究所

Institute of Advanced Energy, Kyoto University

第1部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

所長
岸本　泰明
Kishimoto, Yasuaki

キーワード: ゼロエミッションエネルギー、プラズマ・量子エネルギー、ソフトエネルギー、核融合エネルギー利用、高効率太陽光エネルギー利用、バイオリファイナリー、広帯域エネルギー科学
住所: 〒611-0011
京都府宇治市五ケ庄

高効率・高品質のエネルギーを創出するエネルギー融合科学の構築を目指して

1996年5月に設立されたエネルギー理工学研究所は、エネルギーの基本要素であるエネルギーの生成・変換・利用の高度化に関する研究を行うとともに、分散エネルギー（ソフトエネルギー）および基幹エネルギー（プラズマ・量子エネルギー）に代表される幅広いエネルギー領域をカバーしつつ、エネルギーの散逸や負荷、有用物質の損失や有害物質の放出を最小限に抑え、高い環境調和性と社会受容性を持つ安全性に優れたエネルギー開発研究を行うことを目的にしています。このようなエネルギーを「ゼロエミッションエネルギー」と位置付け、これを実現するため、2011年度からは、全国の大学・研究機関における関連研究者との共同利用・共同研究を行う拠点活動を展開しています。研究所には、関連3部門14研究分野のほか、エネルギーに関わる多種・多様な研究施設を擁し、部門・分野間の融合研究や産官学連携を推進する附属エネルギー複合機構研究センター（3研究分野を含む）を配置しています。21世紀のエネルギーの在り方を、自然の調和した摂理や原理にまで立ち返って探究し、新しいエネルギーの創出と学理の構築を目指すとともに、次世代を担う研究者の育成に努めています。

令和元年度の研究活動内容及び成果

「ソフトエネルギー研究」では、これまで研究所が培ってきたナノ材料やバイオ・光触媒の技術、バイオマスの精密構造解析やバイオリファイナリーの技術、中赤外自由電子レーザーの技術を深化させるとともに、2017年度まで行ってきた太陽光エネルギーを効率的に利用する革新的原理・技術の開拓に関するプロジェクト研究の成果をさらに発展させました。「プラズマ・量子エネルギー研究」では、ヘリカル状の三次元磁場構造を持つプラズマ閉じ込め装置「Heliotron J」を用いて、複雑なプラズマ現象の解明と制御を中心に、高性能の核融合プラズマを実現するための基礎研究を行いました。また、それらを支える原子・分子レベルに遡った機能材料や構造材料の開発研究、ブランケットやトリチウム挙動をはじめとした核融合炉工学に関する先導的な研究を展開しました。

2019年度の成果例

２次元半導体中で電子の波の情報（バレー）を制御することに成功

近年、「バレー」と呼ばれる結晶中の電子の波の状態の自由度を、デジタル情報処理の0と１に対応させて利用し新しい光電子デバイスを実現する「バレーフォトニクス」の概念が提案されています。高速かつ省エネルギーなデバイスを実現できるため、世界的に注目され熾烈な研究競争が行われている一方で、バレーの情報を自在に制御しなければならない課題がありました。本研究所松田一成教授らのグループは、２次元半導体の単層二セレン化タングステンを用いたデバイスにおいて、バレー情報を外部から電圧によって自在かつ連続的に制御することに成功しました。本研究成果は、その学術的な意義に加えて、「バレー」情報の利活用に向けた工学的指針を与えるものと期待されます。

プリオン病とアルツハイマー病の治療への応用が期待されるRNA分子の開発

狂牛病やヒトのクロイツフェルトヤコブ病等のプリオン病は、プリオン蛋白質PrPが正常型PrP^Cから異常型PrP^Scへ構造変化する事で生じます。今回、PrP^Cに強く結合してPrP^Scへの変化を防ぐRNA分子(RNAアプタマー)の開発に成功しました。また、PrPはアルツハイマー病に関連するアミロイドβ蛋白質の受容体として、病因性シグナルを伝達します。本RNAアプタマーはPrPに強く結合してこれをマスクする事で、PrPが病因性シグナルを伝達するのを防ぐ事もできます。従って本RNAアプタマーは、プリオン病及びアルツハイマー病治療薬(核酸医薬)として応用できる可能性があります。

社会との連携

産学連携・広報・アウトリーチ

基礎から応用まで、多様な要素を含むエネルギー研究は、産業界や国公立研究機関との連携が欠かせません。そのため、研究所の多様な研究施設を供用することで研究の幅を広げ、社会への展開を貢献を積極貴的に行っています。また、研究所活動を社会に発信する機能を高めるとともに、将来の科学技術を担う中高生に対して見学会や大学院生との交流会を行うなど、社会貢献を積極的に行っていいます。

MMR装置群

KU-FEL

DuET

高校生対象見学会

国際交流

世界各国の研究機関と交流協定（15ヶ国41機関）を結び、積極的な交流を行っています。また、毎年著名研究者を招聘した国際シンポジウムを開催し、国際的な情報発信と交流を積極的に行っています。とくにアジア地域との交流では、日本学術振興会（JSPS）の「拠点大学交流」（日韓）や「アジア研究教育拠点事業」（日中韓）による先進エネルギー科学における15年に及ぶわが国のハブとしての実績に基づく東アジア地域での国際交流を初め、アジア地区における新エネルギーフォーラム（SEE Forum）や、日本学術振興会研究拠点形成事業などの活動に力を入れています。