持続可能エネルギー

早稲田大学などの国際研究チームは、地球温暖化の原因となっている二酸化炭素を、外部電位の切り替えひとつで選択的に吸着・脱離できることを発見した。本技術によって、従来の液体方式とは異なる、乾式・小型でオンデマンド駆動が可能な二酸化炭素回収・濃縮プロセスを実現できる可能性がある。

東京農工大学、ウィーン自然資源応用生命科学大学、住友林業の研究グループは、過去52年間に建造された木造建築物の炭素貯蔵量を算出した。

北海道大学の研究チームは、常圧220℃という温和な反応条件において、二酸化炭素をメタノールやエタノールに電極触媒上で直接変換することに初めて成功した。さらに、同触媒を用いて、液体燃料や石油化学製品の原料となるエチレンやプロピレンを、二酸化炭素から直接合成できることも確認した。

京都大学、鳥取大学、住友化学の共同研究チームは、柔軟性のある新素材を利用することにより、圧力を加えずに高容量の固体型電池を安定作動させることに成功。次世代二次電池として注目される固体型電池の実用化に向けて課題となっていた固体電解質の柔軟化にこぎつけた。

北海道大学の研究チームは、紫外線を赤色光へ効率的に変換する塗布型の光波長変換透明フィルムを開発。野菜や樹木の成長促進効果を実証することに成功した。

大阪大学の研究チームは、高濃度の一酸化炭素や二酸化炭素を含む粗水素が、有機化合物の触媒的水素化反応へ利用できることを初めて実証。粗水素を直接利用した水素化反応により、水素分離と貯蔵を一挙に達成するという、既存の水素精製技術に依存しない新たな水素利用技術のプロトタイプを開発した。

東京大学とスタンフォード大学の研究グループは、新しいヒートポンプ機構を考案した。エアコンなどが利用している蒸気圧縮ヒートポンプ機構に、多孔質材料がガスを吸着する現象を利用した吸着ヒートポンプ機構を組み合わせたハイブリッドヒートポンプ機構だ。

東京大学と名古屋工業大学の研究グループは、負極にリチウム金属を使用した新型電池の実用化につながる電解液の設計手法を考案した。リチウムイオン電池では負極に炭素が使用されているが、より効率的なリチウム金属に置き換えた新しい電池の研究が進んでいる。ただ、リチウム金属と電解液との間に発生する副反応が原因で安定作動が難しく、実用化には至っていない。

理化学研究所（理研）、日本原子力研究開発機構、ヨーク大学、ユヴァスキュラ大学の研究グループは、全固体電池内のリチウムイオンの動きをリアルタイムで観測し、捉えることに成功した。

核融合科学研究所と東北大学などの共同研究チームは、同研究所のプラズマ生成装置において、プラズマの速度分布の時間変化を詳細に計測。高エネルギー粒子が作り出した波が、「ランダウ減衰」と呼ばれるプロセスによって熱を運び、プラズマを加熱していることを世界で初めて観測した。

京都大学と核融合科学研究所などの共同研究チームは、磁場閉じ込め核融合プラズマへの燃料供給ペレット周辺に形成される「揺らぎ」を発見した。揺らぎの大きさは背景密度の最大15％と見積もられ、これはプラズマ中に存在するプラズマの勾配によって引き起こされる揺らぎの強度より大幅に大きい。ペレットにより誘発された、これまで認識されていなかった新しいタイプの揺らぎであると考えられるという。

NTTと東京大学の共同研究チームは、環境負荷の低い材料のみで構成した電池（低環境負荷電池）と回路（低環境負荷回路）を用いてセンサーデバイスを作製。実証試験において、通信信号を生成することに初めて成功した。

名古屋大学の研究チームは、大気微粒子が生成・成長するプロセスを扱う気候モデルにおいて、大気微粒子の数濃度・粒径分布の推定精度を大きく向上させることに成功。雲凝結核（雲粒の核となる大気微粒子）数の推定で、多くの気候モデルでは十分に考慮されていない大気微粒子の生成・成長プロセスを考慮する重要性を解明した。

京都大学の研究チームは、現行のリチウムイオン電池を凌駕する新型蓄電池の有力候補である、室温で充放電可能な電解液を用いたフッ化物シャトル型蓄電池（FSB）において、異なる二つのフッ化/脱フッ化反応の型（メカニズム）に基づく電極反応を実証した。

東芝は、高効率・低コスト・高信頼性のタンデム型太陽電池の実現に向けて、キーデバイスとなるトップセルとして開発中の透過型亜酸化銅（Cu₂O）太陽電池で発電効率9.5％を達成。同社が持つ世界最高の発電効率8.4％を1.1ポイント向上させることに成功した。

物質・材料研究機構（NIMS）の研究チームは、太陽光に対して20％以上の光電変換効率（発電効率）を維持しながら、1000時間以上の連続発電に耐えるペロブスカイト太陽電池（1センチメートル四方）を開発した。この太陽電池は、約100℃でプラスチック上に作製できるため、汎用太陽電池の軽量化も可能になるという。

慶應義塾大学の研究チームは、超音波で空中に浮揚させた培養液中で動物細胞への遺伝子導入が可能であることを実証した。容器を使わずに化学、生物学実験の実施が可能となり、プラスチック廃棄物の削減につながるという。

名古屋大学、大阪大学、東北大学などの共同研究チームは、特殊なペーストをシリコン単結晶基板に印刷して熱処理をすることで、高品質なシリコン-ゲルマニウム（SiGe）半導体の膜を非真空でシリコン基板上に実現することに成功した。超高効率太陽電池のゲルマニウム基板を代替することで、製造コストを従来の10分の1以下にできる可能性があるという。

東京工業大学と関西学院大学の共同研究グループは、二酸化炭素（CO₂）変換のための貴金属・希少金属を含まない新しい固体光触媒を開発。可視光を当てることで、二酸化炭素を還元し、水素の生成・貯蔵に有用なギ酸へと変換することに成功した。性能は世界最高レベルだという。

東京大学グローバル・コモンズ・センターとシステミック（Systemiq）は9月13日、4℃の地球温暖化を回避するためには、世界の化学産業は経営を劇的に転換させる必要があるとの研究報告書を発表。世界の化学産業が年間生産量を倍増させ、2900万人の新規雇用を創出し、持続可能な世界経済に貢献するための道筋を示した。

東京工業大学と矢崎総業の共同研究チームは、±1000アンペアの電流計測レンジで10ミリアンペアの精度を有するダイヤモンド量子センサーを世界で初めて開発。電気自動車（EV）用電池の充放電電流計測に適用し、WLTC走行モードで想定される電流レンジ・変化パターンを10ミリアンペアの精度で計測できることを確認した。