東京工業大学 科学技術創成研究院
全固体電池研究センター

菅野・鈴木研究室

スタッフ

菅野 了次 特命教授
鈴木 耕太 准教授
松井 直喜 助教

新規エネルギーデバイス開発に向けた物質創成

菅野・鈴木研究室では、イオンや電子が高速で拡散する新しい材料の探索と解析を行い、新規なエネルギーデバイスを開発することで、持続可能な社会の実現に貢献することを目指しています。高効率な発電システムと蓄電デバイスを組み合わせることが求められますが、それらのシステムやデバイスの構築には、それを支える材料の開発が必要不可欠です。

一方で、新材料の発見は簡単ではありません。古典的な固体化学の手法に加えて、計算化学、機械学習の手法を駆使して、効率的に材料を見つける方法を開発しています。実際に材料が見つかると、X線や中性子などによる結晶構造解析、電気化学特性評価、デバイス化による出力やサイクル性能の評価などの一連の研究を進めます。これらの相関を解析すると、新しい材料の設計指針が獲得できます。設計指針を基に探索と解析を繰り返し、新物質の創成による、次世代型の高性能デバイス開発に挑戦します。

硫化物系リチウム超イオン導電体の結晶構造
機械学習によるイオン導電率予測
硬X線光電子分光法による電子構造その場観察

代表的論文

  1. “A lithium superionic conductor”, N. Kamaya, K. Homma, Y. Yamakawa, M. Hirayama, R. Kanno, M. Yonemura, et al. Nature Materials 2011 Vol. 10 Issue 9 Pages 682-686
  2. “Pure H– conduction in oxyhydrides”, G. Kobayashi, Y. Hinuma, S. Matsuoka, A. Watanabe, M. Iqbal, M. Hirayama, et al. Science 2016 Vol. 351 Issue 6279 Pages 1314-1317
  3. “High-power all-solid-state batteries using sulfide superionic conductors”, Y. Kato, S. Hori, T. Saito, K. Suzuki, M. Hirayama, A. Mitsui, et al. Nature Energy 2016 Vol. 1 Pages 16030
東京工業大学 東京工業大学科学技術創成研究院 東京工業大学物質理工学院 東京工業大学物質理工学院応用化学系 顔 東工大の研究者たち 菅野了次 電気化学会 (The Electrochemical Society of Japan) 日本セラミックス協会 (The Ceramic Society of Japan) 日本化学会 (The Chemical Society of Japan) 固体イオニクス学会 (Solid State Ionics of Japan) 電池技術委員会 (THE COMMITTEE OF BATTERY TECHNOLOGY) 粉体粉末冶金協会 (Japan Society of Powder and Powder Metallurgy) 化学電池材料研究会