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6. 電気工学分野関係の研究室紹介

エネルギーシステム講座

  1. 大電流エネルギー工学研究グループ
    (ホームペー:http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/matumuralab/
    教員:松村 年郎 教授,横水 康伸 准教授

    研究室紹介:
     電気エネルギーは持続的発展社会を構築するための必要不可欠な基礎テクノロジーであり,大電流,大容量,高密度, 高信頼度の電気エネルギーシステムの開発は今後も必須である。これに応えるために,大電力スイッチングの本質像の解明,超伝導技術導入による電力技術革新の可能性追求,競争環境下での電力システム運用および環境調和技術など,新しい観点から,電気エネルギーの発生・伝送・利用技術の教育・研究を行っている。
    主な研究テーマは下記の通りである。
    1)環境低負荷型大電流スイッチング現象の解明とその応用技術の開発
    2)超高温熱プラズマ基礎物性の解明とその応用テクノロジーの開発
    3)超伝導現象の電力分野への応用技術の開発
    4)次世代給受配電設備の制御・運用技術(分散型電源,直流給配電を含む)の開発
    5)次世代電力システムの制御・運用技術(分散型電源多量導入を含む)の開発

  2. エネルギー環境システム研究グループ
    (ホームページ:http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/suzuokilab/
    教員:鈴置 保雄 教授,加藤 丈佳 准教授,兼子 一重 助教

    研究室紹介:
     現代社会は大量のエネルギーの利用によって支えられているが,社会の持続・発展のためのエネルギー需要の増大は地球環境の保全,エネルギー資源の確保といった深刻な問題を引き起こしている。このような問題に対処するため,本研究室では,電力・エネルギーシステムの高効率化,エネルギー源の多様化・環境調和化,電力機器・システムの高性能化・高信頼度化などを目指した研究を行っていく。
    主な研究テーマは以下の通りである。
    1)電力・エネルギーシステムの多様化・高効率化・環境調和化
     ・スマートグリッドによる次世代電力システムの運用・制御技術の開発
     ・太陽光発電の大量導入が電力系統に与える影響評価と導入拡大のための技術的・政策的対応の提案
     ・将来都市計画を踏まえたエネルギーシステムの最適化
     ・電力と熱エネルギーの総合的有効利用方法の提案(燃料電池を用いたコージェネレーションシステムなど)
    2)電力機器・システムの高性能化・高信頼度化
     ・部分放電劣化・絶縁破壊現象の機構解明に基づく耐高電界材料・絶縁技術の開発
     ・電力機器・システムの劣化診断技術・ライフサイクルマネージメント手法の開発

  3. 機能電気・情報材料研究グループ
    (ホームページ:http://www.okubo.nuee.nagoya-u.ac.jp/index_j.shtml
    教員:大久保 仁 教授

    研究室紹介:
     次世代の電気エネルギーシステムに関する研究開発を「環境調和」,「高効率化」,「社会適合性」の三つのKeywordのもとで考え,スマートグリッド(Smart Grid)技術と連携して研究に取り組んでいる。特に,電気絶縁性能に関する物理的な基礎過程を究明し, 電力機器の合理的な絶縁設計や機器診断など, より高性能な機器・システム開発をめざしている。これらにより,電気エネルギーをいかに確実にかつ効率よく伝送・制御するか,先端超電導(HTS)技術などを適用した将来の電力機器やエネルギーシステムのあるべき姿を創造していく。  本グループでは,エネルギーシステム(中部電力)寄附研究部門と連携して,以下の研究を行っている。
    1)電力機器・システムの環境調和技術・高機能化技術-------------≪地球環境とエネルギー環境との調和≫
    2)IT融合型最適電力システム(IGMS)技術・スマートグリッド技術---------≪電力システムの知的な最適運用≫
    3)超高感度部分放電測定による機器・装置診断技術--------≪電力機器の高性能化と電力供給の高信頼化≫
    4)真空中の放電・帯電コントロール技術---------------≪環境適合型真空電力用スイッチギヤの高性能化≫
    5)Nano-Composite・傾斜機能材料(FGM)の機器適用技術-------≪新しい材料による機器・装置の高機能化≫
    6)高効率直流高電圧(HVDC)技術開発--------------------≪新しい機能による知的電力システムの実現≫
    7)高精度電界解析(FEM/CSM)・測定と電界コントロール技術---≪高電界現象の解明と電力機器の最適設計≫
    8)高温超電導(HTS)電力機器・システム技術-------------≪超電導による次世代のSuper Smart Grid技術≫

  4. 機能電気・情報材料研究グループ(S-A)
    (ホームページ:http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/morilab/
    教員:森 竜雄 准教授

    研究室紹介:
     電気エネルギー変換をキーワードとした,電気・情報関連分野の最先端を支える高機能デバイス,新素材の開発を目的とした研究および実践的な教育を行っている。現在の主な研究課題は,次世代フラットパネルディスプレイ(FPD)や高効率白色光源として脚光を浴びている有機EL素子(電気−光変換)や低コストで注目されている次世代有機(有機薄膜・色素増感)太陽電池(光電変換)の開発を中心とした有機エレクトロニクス分野を中心としている。エネルギーや信号制御デバイスである有機薄膜トランジスタ(TFT)などの分野にも取り組む。
    1)有機EL素子の基礎研究および開発と次世代FPD・照明への応用開発
    2)有機分子のナノテクノロジーデバイスの基礎研究および開発
    3)有機(色素増感含む)太陽電池の基礎および開発研究
    4)新材料による有機TFTの開発

  5. 機能電気・情報材料研究グループ(S-B)
    (ホームページ:http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/tabatalab/
    教員:田畑 彰守 准教授

    研究室紹介:
     エネルギー・環境問題は,20世紀から21世紀に持ち越された課題である。シリコン系薄膜太陽電池の高効率化・低価格化はその解決の一端を担うものである。その観点から,ホットワイヤー化学気相成長法やプラズマプロセスを用いて,優れた光エレクトロニクス特性を持つシリコン系薄膜材料の開発を行っている。また,ナノ構造を有する新機能性シリコン系薄膜材料の開発およびその作製技術の確立,さらに太陽電池や薄膜トランジスタなどのデバイスへの応用も目指している。
    1)アモルファスおよび微結晶シリコン薄膜の高性能化とデバイス応用
    2)ナノ結晶炭化シリコン薄膜の低温形成とデバイス応用
    3)窒素ラジカル源の開発と窒化膜(絶縁膜、保護膜)形成
    4)ラジカルを用いた機能性薄膜の開発

極限エネルギー科学講座

  1. プラズマエネルギー研究グループ (エネルギー理工学専攻・併担講座)
    (ホームページ:http://www.ees.nagoya-u.ac.jp/~web_dai5
    教員:大野 哲靖 教授,梶田 信 講師(エコトピア科学研究所)

    研究室紹介:
     プラズマは,荷電粒子(イオン,電子)の集合体であり,高い化学反応性を有し,多様なエネルギー変換が可能であるという性質を有する魅力的な媒質です。その特性を利用して、「プラズマエネルギー」応用という観点から研究を行っています。
    1)新しいプラズマ生成法の開発と応用
     プラズマには様々な工学的応用があります.このプラズマ理工学の発展には,新しいプラズマ生成法の開発が大切です。この研究では,スパイラル磁場構造による低温高密度プラズマ生成と炭素機能性材料形成への応用、量子イオンビーム-高密度プラズマ複合照射装置の開発、超高密度プラズモイド発生のためのプラズマ銃装置の開発、星の形成や半導体製造に関連したナノやミクロの微粒子を含んだプラズマの生成とその挙動解析,熱電子を利用した直接発電技術開発などを行います。
    2)核融合発電実現のためのプラズマ計測・制御と材料相互作用
     温暖化や資源の枯渇などの地球環境問題の解決には,環境と調和した恒常的基幹エネルギー源の開発が必要です。プラズマを利用した核融合発電に向けて,日本,米国,欧州,ロシア,中国,韓国,インドが参加する国際プロジェクトとして国際熱核融合実験炉(ITER)の建設が始まりました.当グループはITERプロジェクトの主要メンバーとして活動し,高温・高密度プラズマ維持のための境界プラズマ制御に関する研究,太陽表面に匹敵する超高熱流プラズマと壁材料相互作用に関する研究を世界各国の研究者と共同で研究を実施します.
    3)機能性ナノ構造金属の創成
     金属へのプラズマ照射により,金属表面にナノ構造が出来ることが当グループの研究により見出されてきました。これらの材料は,特異な光学的性質を持ち,かつ,今後触媒や電子放出材料などへの応用が期待されます。プラズマを金属に照射し,その光学特性や物性評価を行い,これまでにない機能性ナノ構造材料金属の創成を行います。
    4)計算機シミュレーションと超高速ネットワークによる共同研究
     粒子シミュレーションコードによるプラズマ中の物理現象解析や、当グループと核融合科学研究所間で稼働している超高速インターネット (Super SINET) 回線(1Gbit/s)を利用して大型ヘリカル核融合装置LHD及び世界最大級のトカマク核融合装置JT-60Uとの共同研究を行います.

  2. 低温エネルギー材料研究グループ (エネルギー理工学専攻・併担講座)
    (ホームページ:http://www.ees.nagoya-u.ac.jp/~web_dai1)
    教員:吉田 隆 准教授,一野 祐亮 准教授

    研究室紹介:
       エネルギー・環境産業への大規模投資によって、新しいエネルギーネットワーク社会が構築されつつある。最近では太陽光・風力などの再生可能エネルギー源、IT技術を用いたスマートグリッド技術、高性能バッテリーを搭載したプラグインハイブリットカー(PHEV)など、環境にやさしい高効率なエネルギー材料が求められている。
     このような環境エネルギー技術開発の中で我々は高効率エネルギー利用技術である「超伝導材料技術」および環境調和型エネルギー材料である「熱電変換材料技術」を中心とし、これらの技術融合などによる「最先端環境・エネルギー材料技術の構築」を図る。我々の研究室は、上記の研究を通してエネルギーの有効利用、希少金属代替技術や低炭素化社会の構築をめざして、地球環境保護という大きな問題に取り組んでいる。
     「超伝導技術」は高効率大電流送電および高性能電力貯蔵にむけたエネルギー技術と期待されている。さらに、実用化が見えてきた磁気浮上鉄道などに応用される超伝導マグネット技術も着実に推進して必要がある。また「熱電変換技術」は熱を電気に、電気を熱に変換する環境に優しいクリーンな熱電変換技術の幅広い活用をめざして研究開発を行っている。その一例を下記に紹介する。
    [超伝導技術]
    1) 超伝導システム応用に向けた超伝導線材・マグネットの開発
     高性能超伝導体をエネルギー分野に応用するためには、超伝導体を用いた超伝導線材が必須である。そのため、エピタキシャル薄膜成長技術を拡張した新しい長尺薄膜作製技術の開発を行っている。
    2) 高特性新超伝導薄膜の探索
     近年発見された鉄系超伝導体をはじめとした新しい超伝導物質の物性解明や性能向上のために、新超伝導体のエピタキシャル薄膜作製に関する研究を行っている。
    [熱電変換技術]
    3) 薄膜型高効率熱電変換モジュールの開発
     熱電変換材料をエピタキシャル薄膜にすることで、電気伝導率の向上や量子効果によるゼーベック係数の向上などによって変換効率が向上する。また、従来、曲げ伸ばしが出来ない熱電変換材料を薄膜化することで柔軟な熱電変換モジュールの実現も可能である。
    [最先端エネルギー環境材料工学への展開]
    4) ナノ構造制御・薄膜成長制御による機能性薄膜の性能向上
     超伝導体や熱電変換材料などの最先端エネルギー環境材料に、ある不純物を添加すると、不純物がナノサイズで自己組織化し、思わぬ機能を発現する。これを積極的に制御・利用し、世界最高性能を持つ材料開発をめざしている。

宇宙電磁環境工学講座

  1. 宇宙電磁観測研究グループ (太陽地球環境研究所・協力講座)
    (ホームページ:http://stdb2.stelab.nagoya-u.ac.jp/
    教員:塩川 和夫 教授,西谷 望 准教授,大塚 雄一 助教,三好 由純 助教

    研究室紹介:
     国内・海外のフィールド観測点で,オーロラ・大気光の高感度分光機器,大型レーダー,GPS受信機,磁力計,VLF電波アンテナなどを用いて,ときには人工衛星のデータも組み合わせながら,地球周辺の宇宙空間(ジオスペース)とそれにつながる超高層大気の変動を観測的に研究する。人工衛星や宇宙ステーションが飛翔するこの領域の環境を知ることは,人類が宇宙を利用していくにあたって必須である。主な研究テーマは以下のように挙げられる。
    1)オーロラ・大気光の2次元イメージング観測を通した電磁気圏の研究
    2)大型レーダーを用いた電離圏プラズマの研究
    3)GPS衛星電波の電離圏伝搬の研究
    4)人工衛星データ解析によるジオスペースの研究
    5)VLF帯電波観測を通した磁気圏プラズマ波動の研究

  2. 宇宙情報処理研究グループ (太陽地球環境研究所・協力講座)
    (ホームページ:http://center.stelab.nagoya-u.ac.jp/
    教員:荻野 瀧樹 教授,長濱 智生 准教授,梅田 隆行 助教,前澤 裕之 助教

    研究室紹介:
     人類は宇宙に興味を持ち続け,新しい活動の場を見いだしつつある。その広い宇宙で人間の手の届く範囲,すなわち太陽-地球・惑星系の謎にコンピュータシミュレーションおよび画像解析処理等の工学的方法により取り組み,かつ,その情報工学的方法を開発・発展させる研究を行っている。さらに,地上・気球・衛星等によるスペクトル観測から地球および惑星大気中の微量分子組成の変動を解析して,太陽をはじめとした宇宙・地球環境の変動との相互関連を解明している。
    主な研究テーマは以下の通りである。
    1)太陽風と地球・惑星磁気圏相互作用のコンピュータシミュレーション
    2)新しい数値計算法および並列計算法の開発研究
    3)磁気圏プラズマ中の波動励起と粒子加速に関する計算機実験
    4)3次元可視化・バーチャルリアリティの開発とスペース科学への応用
    5)地球および惑星大気の微量分子組成の時間・空間変動解析
    6)逆問題によるデータ解析手法の開発
    7)超高感度テラヘルツ波検出器の設計・開発

環境調和型電気エネルギーシステム講座

  1. 環境調和型電気エネルギーシステム研究グループ (エコトピア科学研究所・協力講座)
    (ホームページ:http://www.hayakawalab.nuee.nagoya-u.ac.jp/
    教員:早川 直樹 教授,花井 正広 教授,小島 寛樹 准教授

    研究室紹介:
     環境調和型電気エネルギーシステムを社会インフラとして構築するためには,従来の電力機器・システムをスクラップアンドビルド方式によって刷新することはできず,現行技術の維持・改善と次世代技術の新規導入との協調・融合が必要であると考える。そこで,持続的発展社会を支える環境調和型電気エネルギーシステムの構築に向けて,電気エネルギー材料・機器・システムの総合的観点から研究を行っている。特に,超電導応用電力技術などの革新技術の開発により,エネルギー供給基盤である電力流通ネットワーク(送電,変電,配電)の高効率化・高機能化・安定化および環境負荷の低減を目指している。
     本グループはエネルギーシステム(中部電力)寄附研究部門と一体となっており,以下の研究を行っている。
    1)電気エネルギーシステムの最適計画・運用・制御・保守管理技術
    2)電力機器の監視・診断技術の高度化・合理化
    3)電気エネルギー材料の高機能化・電力機器への適用技術
    4)超電導電力機器・システムの設計・製作・試験技術
    5)各種電気機器における高電界現象解析・評価技術


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[最終更新日:2011年5月]


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