持続可能エネルギー

京都大学などの共同研究チームは、水に含まれる魚類の環境DNA（生物が自身の生息環境中に放出したDNA物質）を定量的環境DNAメタバーコーディングにより分析することで、「どんな魚類」が「どれだけ生息しているか」を、同時に推定できることを明らかにした。

国立環境研究所の研究チームは、2050年のカーボン・ニュートラル（炭素中立）達成時点における日本国内の鉄鋼生産量は、現在の半分程度まで減少するとの予測を発表した。2050年時点で排出可能な二酸化炭素の量から、数理モデルを使って2050年の国内鉄鋼生産量を算出した。

東北大学と名古屋工業大学の共同研究チームは、安価な鉄と酸素を用いて、レアメタルフリーかつ高エネルギーを実現する新しいリチウムイオン電池正極材料の開発に成功。現在実用化されている鉄系材料であるリン酸鉄リチウム（LiFePO₄）正極に比べて、約2倍の300mAh（ミリアンペア時）/gを超える可逆容量を達成した。

信州大学と琉球大学などの共同研究チームは、固体高分子形燃料電池の酸素極における触媒活性と耐久性をそれぞれ2倍高められる白金ナノシート酸素極触媒を開発。開発した白金ナノシートを燃料電池用触媒へ応用することで、従来の白金ナノ粒子触媒を凌駕する触媒性能を得た。

九州大学と名古屋大学の研究グループは、ナトリウムイオン全固体電池の高性能な電極を作製する方法を開発した。

東北大学、地球環境戦略研究機関、バンドン工科大学、マサチューセッツ大学アマースト校、インドネシア炭素環境研究所の研究グループは、インドネシアの首都ジャカルタで住宅用太陽光発電システムと電気自動車を併用することで、二酸化炭素の排出量を76％削減できるとの試算結果を公表した。

東京工業大学とオーストラリア原子力科学技術機構の研究グループは、中低温域（300～600℃）で高いプロトン伝導度を示す新材料を開発した。現在実用化されている固体酸化物形燃料電池（SOFC：Solid Oxide Fuel Cell）は動作温度が高く、コスト削減と用途拡大のために中低温域で高いプロトン伝導度を示す材料が求められている。

量子科学技術研究開発機構（量子研）と核融合科学研究所の研究グループは、核融合炉内で高温となっているプラズマを効果的に深部まで冷却する技術を実証した。フランスで建設中の核融合実験炉イーター（ITER）では、高温のプラズマが不安定になって放出される「ディスラプション」と呼ぶ現象への対策が必要になっており、プラズマの不安定性の兆候を捉えて強制的に冷却する技術の研究が世界各国で進んでいる。

早稲田大学と高知大学の研究グループは、150℃程度の低温で二酸化炭素を一酸化炭素に転換させる触媒を新たに発見した。従来、二酸化炭素を一酸化炭素に転換するには700℃程度の高温環境を作る必要があり、莫大なエネルギーを消費することが問題だった。

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。