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の創出に関わる先端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、2011年度からは「ゼロエミッションエネルギー研究拠点」として、全国の大学・研究機関における関連研究者との共同利用・共同研究を通して、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先進的なエネルギー開発研究を行うことを目的にしています。このため、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。

平成30年度の研究活動内容及び成果

エネルギー理工学研究所では、環境と調和した安全性に優れた分散エネルギー（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）の観点から、「ゼロエミッションエネルギー」の実現を目指した基礎研究を行っています。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。

今年度の成果例

２次元半導体中で電子の波の情報が失われるメカニズムを解明

「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ようという新しい光電子デバイス概念を「オプトバレートロニクス」といいます。高速かつ省エネルギーなデバイスを実現できるとして近年世界的に注目されていますが、バレー情報が短時間で失われてしまうという課題があり、その機構も未解明でした。本研究所松田一成教授らのグループは、２次元半導体材料の「単層遷移金属ダイカルコゲナイド」において、バレー情報が失われる機構を明らかにしました。本研究成果は、基礎科学的な意義に加えて、「バレー」情報の長時間保持実現に向けた工学的指針を与えるものと期待されます。

多くの創薬標的受容体(GPCR)を耐熱化する共通の方法を発見

種々の疾病に対する効率的な治療薬の開発のために、本研究所木下正弘教授らのグループは、独自に開発した統計熱力学理論を用いて、特定箇所のアミノ酸をリジンまたはアルギニンへと置換することにより、多種類の耐熱化したGPCRを千葉大学の研究グループなどと共同で発見しました。そして、それらのうち２種類のGPCRの立体構造を解明しました。

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（16ヶ国39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、中国との二国間交流事業などの活動に力を入れています。