電力エネルギー分野

プラズマエレクトロニクス

教 授 小椋一夫 [専門分野:プラズマ理工学]
 電気エネルギーはクリーンで利便性が良いと同時に他のエネルギーでは困難な高密度で高いエネルギーが得られます.具体例として大電力電子ビーム発生があります.電子ビームを利用すると高い周波数の電磁波発生が可能になります. 調理用電子レンジの電磁波源にも利用されています. その周波数は2.45ギガヘルツで波長は約12センチメートルです.周波数を上げ波長がミリメートルのミリ波は,核融合プラズマを始めとして各種プラズマの加熱・制御で重要です. また,ミリ波の特徴を活かした利用が提案されています.本研究室では大電力電子ビームの発生とそれを用いた大電力電磁波発生および電磁波によるプラズマ加熱の研究を行っています.対象とする分野は幅広く,荷電粒子と電磁波の相互作用に関する原理的研究に始まり,プラズマ応用,高電圧工学およびミリ波伝送系などの応用分野が含まれます.
主な研究テーマ
  • 弱い相対論的電子ビーム源
  • コンパクト大電力ミリ波源
  • ミリ波ネットワーク解析およびミリ波計測
  • プラズマ高周波加熱と制御および制動放射X線計測など

応用超電導

教 授 福井 聡 [専門分野:応用超伝導,超伝導電力システム]
准教授 小川 純 [専門分野:応用超伝導工学]
 情報化の進展と安全性・環境調和性の高い生活の追及に伴い,現代社会の電気エネルギーへの依存度が21世紀においてますます強まっています.21世紀のエネルギーシステムは,高効率・高信頼・環境調和性という強い社会的要請により,様々な問題に直面することが予想されます. 本研究室では,「超伝導技術の電気エネルギーシステム,産業技術や環境・医療技術への応用」を最終目的とした,様々な研究を行っています.「超伝導」とは一言で言うと,ある温度以下になると金属や酸化物の電気抵抗がゼロになるという現象で,これを利用することにより従来技術では考えられない非常に高性能な機器の実現が可能になります.
主な研究テーマ
  • 超伝導応用電力機器の研究
  • 高温超伝導コイルによるエネルギー貯蔵(SMES)の研究
  • 高温超伝導限流器の研究
  • 超伝導線材・導体の基礎研究
  • 高温超伝導線材・導体の損失メカニズムの解明
  • 高温超伝導送電ケーブルの大容量化・低損失化の研究
  • 高温超伝導コイルの低損失化の研究
  • 超伝導応用環境・医療技術,産業機器の研究
  • 超伝導コイルを用いた開放勾配磁気分離装置の研究
  • 超伝導コイルを用いた磁気クロマトグラフィーの研究
  • 磁気力を利用するドラッグデリバリーシステムの研究
  • 高温超伝導磁気浮上の半導体製造装置への応用に関する研究など

自然エネルギー・高電圧

准教授 菅原 晃 [専門分野:電力工学,高電圧工学]
 本研究室では,電力工学,高電圧工学の分野を中心に,放電応用,エネルギー応用の研究を行っています.放電応用としては,風力発電機の雷保護の検討,大電力マイクロ波発生装置に用いる電子ビームダイオードの特性測定,直流用ブレーカーシステムの検討を行っています.また,近年環境意識が高まっているため,エネルギー応用として大規模ウインドファームに海水揚水発電を組み合わせた電力安定化の研究(写真は,本研究のモデルとして作成したジオラマです)を行っています.このように,本研究室のテーマは多様ですが,チームで協力して取り組んでいます.
主な研究テーマ
  • 大規模風力発電とエネルギー貯蔵による電力安定化
  • 風力発電機の雷保護
  • 電子ビームダイオードの放電特性
  • 小型リレーによる直流電流遮断など

プラズマエネルギー

准教授 山家清之 [専門分野:プラズマ理工学]
 自然界に発生する様々な現象は,必ず物理法則に基づいています.例えば,自動車が何km走行可能であるかはエネルギー保存則によって示されます.この現象は,自動車に給油されたガソリンが運動エネルギーを与え,加速した自動車と空気及び路面との抵抗力と平衡して自動車に働く力が決まり,時間積で走行速度が示されます.その運動エネルギーから位置エネルギーとして走行可能な距離が求まります.また,電気回路においては電圧と電流と作動時間を掛け合わせた電力量として電気エネルギーが示され,各エネルギーは熱エネルギーとつながるため,電気ストーブで暖まることができます.本研究室では,自然界などに発生する様々な現象をプラズマという物体を用いて考える研究を行っています.また,プラズマ医療の研究において,プラズマエネルギーの視点からアプローチする研究を行っています.写真のようにプラズマエネルギーによってプラズマの長さも決まります.
主な研究テーマ
  • 大気圧非平衡プラズマの基礎研究
  • 大気圧非平衡プラズマの応用研究
  • プラズマ医療の基礎研究
  • 流れを伴うプラズマの基礎研究など