持続可能エネルギー

東京大学、高エネルギー加速器研究機構などの研究グループは、硬くて丈夫かつ曲げられるゲル電解質を開発した。ゲル電解質は、曲げられる電池の電解質材料として期待されているが、充放電を繰り返すとリチウムの金属結晶が成長し、電池が短絡を起こしてしまう。この現象を避けるにはゲル電解質に10メガパスカル以上の高い弾性率を持たせる必要がある。また、繰り返し曲げることによって亀裂が大きくなっていくことを避けるために、破壊エネルギーを高める必要があった。

東京工業大学の研究チームは、従来とは全く異なる材料設計戦略により、中低温域で世界最高のプロトン（H⁺、水素イオン）伝導度（プロトンが伝導することによる電気伝導度）を示す新物質を発見。結晶構造解析と理論計算から、新物質の高プロトン伝導度の要因を明らかにした。低温域で高性能なプロトン伝導性燃料電池（PCFC）などの開発につながることが期待される。

東京工業大学とエネオス（ENEOS）らの共同研究チームは、従来の吸着機構とは全く異なる機構による二酸化炭素（CO₂）の捕捉手法を開発。CO₂が通過する瞬間のみ生じるMOF（Metal-Organic Frameworks、金属有機構造体）フレームワークの構造変化現象を捉え、これに起因する活性化エネルギー（エネルギー障壁）により、CO₂選択性と物理吸着レベルの小さな脱離エネルギーを実現した。

名古屋大学の研究チームは、従来合成が困難であったパラジウム（Pd）ナノシートを、簡便に合成する新しいプロセスを開発。同プロセスを用いて合成したPdナノシートが、理想的な水素発生触媒とされる白金薄膜と同等の活性を示すことを確認した。

東北大学や物質・材料研究機構（NIMS）などの共同研究チームは、次世代蓄電池として注目されているリチウム空気電池のカーボン正極（カソード）として、積層と劣化サイト（グラフェンの端）が無いグラフェン構造を、マルチスケールで階層的に制御した新材料を開発。多孔性と劣化サイトフリーにより、高容量とサイクル寿命が両立できることを示した。

東京工業大学の研究チームは、低コストで安全な相変化蓄熱材（融点において外部の熱源から熱エネルギーを貯蔵し、凝固点において蓄えた熱を放出する材料）である糖アルコールを利用して、150℃付近用の固体蓄熱材を創出した。

日本電信電話（NTT）の研究チームは、半導体光触媒と金属触媒を電極に採用した人工光合成機器を開発した。350時間連続して二酸化炭素を一酸化炭素やギ酸に変換でき、連続動作時間は世界最長だという。人工光合成機器の連続動作時間は数時間〜数十時間にとどまっていたが、電極の劣化抑制などの工夫によって記録を達成した。

シャープエネルギーソリューション（SESJ）は、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の「太陽光発電主力電源化推進技術開発」事業において、世界最高のエネルギー変換効率33.66％を達成した化合物・シリコン積層型太陽電池モジュールを開発した。今回の記録は、SESJが2022年に化合物3接合型太陽電池モジュールで達成した32.65％の世界記録を更新するもので、太陽電池を搭載した移動体への導入効果が期待される。

大阪大学の研究チームは、通常は手動で操作する測定装置とロボットを組み合わせて、光物性、マイクロ波伝導度、光学顕微鏡像を自動で測定・評価できるシステムを独自に開発。このシステムを用いることで、有毒元素を含まない次世代太陽電池材料を短時間で探索し、電池の性能を向上させることに成功した。

理化学研究所や高エネルギー加速器研究機構などの共同研究チームは、負の電荷を持つ水素「ヒドリドイオン（H^–）」が室温で固体電解質として作動する新材料を開発した。同チームがこれまで進めてきた固体内を拡散するイオン導電体（H^–導電体）の研究からの成果であり、蓄電池、燃料電池、電解セルといった、室温付近での動作が想定される電気化学デバイスの研究開発への展開が期待される。

量子科学技術研究開発機構（QST、量研）は、日欧共同で進めてきた世界最大のトカマク型超伝導プラズマ実験装置「JT-60SA（JT-60 Super Advanced）」において、初めてのプラズマ生成に成功した。

筑波大学の研究チームは、二酸化炭素（CO₂）から高選択的に一酸化炭素（CO）を与える光触媒的還元反応を開発。気相中の初期CO₂濃度を1.5%まで下げてもこの反応は高効率に進行し、加えたCO₂をほぼすべてCOに変換できることを示した。

竹中工務店などが参加する業界コンソーシアム「CUCO（クーコ）」は、二酸化炭素（CO₂）を削減・固定・吸収するコンクリート「CUCO-建築用プレキャスト部材」を開発した。製造段階で排出されるCO₂を、一般的なコンクリートと比較して80％以上削減できるという。2025年日本国際博覧会（大阪・関西万博）のパビリオンワールド メッセ イベントホール棟（仮設建築物）の基礎部材として初めて適用する。

大阪大学の研究チームは、紙、天然ワックス、スズ、炭など環境に配慮した材料のみで構成された土壌含水率センサーの開発に成功した。石油由来の非分解性プラスチックや有害金属が多用される既存のセンサーと異なり土に還るため、ばらまくように設置ができ、「センシングもできる肥料」としての応用も可能だという。

大阪大学の研究チームは、ダイキン工業と共同で人工知能（AI）による空調の自動運転技術を開発し、大学キャンパスでの実証実験において暖房で快適室温を維持しつつ30%以上の省エネを達成した。

東京大学、琉球大学、九州大学、大阪公立大学の共同研究チームは、ボルネオ熱帯雨林において、いくつかのエルニーニョとラニーニャを含む10年間のフィールド観測と観測データに基づくコンピューター・シミュレーションを実行。森林単位の二酸化炭素（CO₂）吸収速度がラニーニャ時で大きくなりエルニーニョ時で小さくなることを発見。その原因は、光合成能力がラニーニャ時で大きくなり、エルニーニョ時で小さくなることにあることを突き止めた。

横浜国立大学、宮崎大学、産業技術総合研究所の研究グループは、プロトン伝導セラミック燃料電池（PCFC：Protonic Ceramic Fuel Cell）の発電性能を飛躍的に高めることに成功。実験データを再現できる計算モデルを構築し、開発したPCFCで70％以上の発電効率を実現できることを確認した。

東北大学、英インペリアル・カレッジ・ロンドン、英バーミンガム大学の研究グループは、新しい太陽電池材料を発見した。太陽電池の材料として一般的なシリコンは、太陽光を吸収する能力が低いため、代替材料の研究が続いている。代替材料としてヒ化ガリウム、CIS（銅、インジウム、セレン）、テルル化カドミウム、ハロゲン化鉛系ペロブスカイトなどの材料が実用化されたが、いずれの材料もヒ素、セレン、カドミウム、鉛などの有害な元素を含有しており、発電性能が高く、なおかつ無害で安価な太陽電池材料が求められていた。

京都大学と産業技術総合研究所（産総研）の研究グループは、二酸化炭素を活物質とするレドックスフロー電池の開発に成功した。レドックスフロー電池は再生可能エネルギー導入時に送電網を安定させる定置型蓄電池として期待が集まっているが、活物質として可逆的に酸化還元する金属イオンや有機分子しか使えないため、コスト低減やエネルギー密度向上に課題があった。

国立環境研究所と東京大学の共同研究チームは、サーキュラーエコノミー（循環経済）の取り組みを事前評価する消費者行動シミュレーションモデルを開発した。「エージェントベース・シミュレーション」の手法を適用することで、必ずしも経済合理性に従わず、クチコミなどの社会的影響を強く受け、人によって製品の好みなどの特徴が多様な消費者行動を反映できるという。

大阪大学の研究チームは、鉄を用いて高活性・高耐久性の液相水素化用触媒を開発することに初めて成功した。開発した鉄触媒は工業的に重要なニトリルからアミンへの液相水素化反応において高い触媒活性を示し、反応後の触媒は繰り返し再使用できる。

筑波大学と小山工業高等専門学校の共同研究チームは、磁気センサーを用いた非破壊診断により燃料電池内部の電流分布をリアルタイムに可視化する手法を開発し、電流分布には電圧波形に比べて回復遅れが生じることを明らかにした。さらに、電流分布のみを制御指標として、燃料電池の安定稼働を可能にする制御システムを実現した。

東京工業大学、大阪大学、富山大学、静岡大学の共同研究チームは、乾電池（1.5ボルト）1本をつなぐだけで光る、世界最小電圧で発光する青色有機ELの開発に成功した。今回の技術により、テレビやスマートフォンなど有機ELを使ったディスプレイ機器の消費電力を大幅に削減できる可能性がある。

東京大学と筑波大学の研究グループは、海洋エアロゾルが含有する脂肪酸が光をほとんど吸収しないという事実を突き止めた。これまで90年以上にわたって、海洋エアロゾル中の脂肪酸が太陽光をよく吸収すると考えられてきたが、この定説が誤りであることを明らかにした。

東北大学と明電舎の研究グループは、送電網の停電からの復旧のしやすさを評価・分析するアルゴリズムを開発し、送電線の電気抵抗による損失が小さい配電経路が、停電時からの復旧も容易であることを明らかにした。停電時は隣接する配電エリアの供給余力を融通することで早期に停電から復旧できるが、配電経路の停電からの復旧しやすさを定量的に評価し、数理解析する手法は確立されていなかった。

京都大学、古河電工、SuperPowerの研究グループは、交流の大電流を流せ、交流損失が小さい高温超伝導集合導体「SCSCケーブル（Spiral Copper-plated Striated Coated-conductor cable）」を開発。1キロアンペアの交流電流の通電と、従来比で10分の1に交流損失を低減させることに成功した。従来の高温超伝導集合導体であるテープ形状の薄膜高温超伝導線は交流損失が大きく、キロアンペア級の電流を流せない上に、テープ形状の幅の方向に曲げにくく、多様な形のコイルを作れないなどの短所がある。

東京大学、東北、東京海洋大学の共同研究チームは、日本の南（北太平洋亜熱帯域）の海の深さ100～500メートルに広く分布する水温均一な水塊「亜熱帯モード水」の厚さの増減が、海面付近の水温を通じて台風の発達・減衰に影響していることを発見した。

東北大学、国立環境研究所、フランス・エコール・ポリテクニーク、フランス気候・環境科学研究所、フランス・ネクスト（Nexqt）の研究グループは、住宅用太陽光発電システムと電気自動車を組み合わせた温室効果ガス削減策について、フランス・パリ近郊での導入効果を試算した。太陽光で発電した電力を電気自動車（EV）のバッテリーに充電し、蓄電池として活用することで、二酸化炭素排出量を最大76％削減できるという。

東京大学、香港大学、北京大学、アジア開発銀行の研究グループは、中国の食事宅配サービスにおけるグリーン・ナッジ（環境配慮行動を後押しする手法）の導入効果を検証した。中国アリババグループの協力を得て、同社が運営する「Eleme」で使い捨て食具（カトラリー）の削減効果を分析した。

名古屋大学、東京農工大学、浙江大学、佛山科学技術学院、中国科学院、ソーク研究所の共同研究チームは、樹木中に含まれる「リグニン」から、環境に優しい金属キレート剤を開発し、鉄欠乏土壌でも植物の生長を促進させることに成功した。

東北大学とジョンズ・ホプキンス大学の研究グループは、自動車の車体や建物の構造や外装への充電を可能にする3次元カーボン材料を開発した。自動車の車体や飛行機の翼など、荷重や自重を支えて形状を保つ構造部をエネルギー貯蔵に利用する「構造的エネルギー貯蔵」の実現に向けた一歩となる。