環境材料・リサイクル

新しいナノ炭素材料の開発に挑む~省エネ、環境保全に役立てる


中川清晴 先生

関西大学 環境都市工学部 エネルギー・環境工学科/理工学研究科 環境都市工学専攻

どんなことを研究していますか?

スマホやタブレット、電気自動車のリチウムイオン電池に炭素材料が電極として使われています。もともと炭素材料は軽量、高強度、高い熱伝導・電気伝導性などの優れた特性を有する材料ですが、非常に小さいナノサイズのナノ炭素材料は、その小ささ、薄さ、細さ、構造などの特徴から、同じ炭素材料でもこれまでのものとは異なる性質を持っています。今までにない革新的な省エネルギーや環境負荷の少ない機能などを生み出すことが期待され、エネルギー、環境、工学、医療など様々なフィールドで、現在盛んに研究されています。

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私の研究室でも、様々な新規ナノ炭素材料合成を続けています。カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどのナノ炭素材料は、日本が世界をリードしているナノサイズの材料です。ナノテクノロジーの発展にともない、炭素材料の微細構造を制御することで、軽量で優れた機械特性や電気特性を与えられることが明らかになってきました。それは環境負荷の小さいエネルギー、環境材料に適しています。

ナノ炭素材料を用いた有害物質の除去

その一例に、ナノ炭素材料を電極に用いた水処理技術の開発があります。水溶液の電極に電圧をかけたときに、陽極に陰イオンが、陰極に陽イオンが吸着される原理を利用して、ナノ炭素材料を使って、水溶液から有害な金属イオンやセシウムイオンを除去するというものです。その結果、希薄な濃度のイオンだったにもかかわらず、水溶液中からの除去・濃縮を行うことができました。

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2019年度の研究室のメンバー

学生はどんなところに就職?

一般的な傾向は?
  • ●主な業種は→製造業、建設業(プラント関連)
  • ●主な職種は→技術職、研究職
  • ●業務の特徴は→製造技術開発、材料開発など
分野はどう活かされる?

新規材料、二次電池・燃料電池などへの用途開発、省エネ・低環境負荷なものづくりに取り組んでいます。

先生から、ひとこと

学生が自ら考え行動する力「考動力」を持つ人材の育成を目指して、研究、教育に取り組んでいます。エネルギー・環境問題に取り組みながら、「考動力」を身につけて、社会に貢献することができる技術者を目指しましょう。

先生の学部・学科はどんなとこ

130年を超える伝統を持つ関西大学では、「学の実化(じつげ)」を提唱し、学理と実際との調和を実現しながら地域社会、産業社会の発展に貢献し続けた伝統は、今も脈々と受け継がれています。

先生の研究に挑戦しよう

ナノ炭素材料の有望な応用先に蓄電デバイスが挙げられます。ボルタ電池やダニエル電池を通じて電池の仕組みについて学んでみましょう。

興味がわいたら~先生おすすめ本

カーボン 古くて新しい材料

稲垣道夫

炭素材料を、「身近なもの」「工業的に使用されているもの」「可能性を秘めているもの」「炭素材料の多様性」と分類して紹介。水環境浄化材料に使われている炭素材料の合成法や歴史について解説されている。解説には図表を多用しわかりやすい表現で書かれているため、専門以外の方にも読める。 (森北出版)


本コーナーは、中高生と、大学での学問・研究活動との間の橋渡しになれるよう、経済産業省の大学・産学連携、および内閣府/総合科学技術・イノベーション会議の調査事業の一環としても、学校法人河合塾により、企画・制作・運営されています。
各先生の所属など、掲載されている大学(学部・学科ほか)の名称は、2020年1月段階の調べによります。実際の進路選択等に際しては、各大学のHP等で改めてご確認ください。

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