2月8日、大岡山キャンパス西9号館ディジタル多目的ホールにて、科学技術倫理についての講演会が開催されました。本講演会は、教育推進室と教育革新センターの共催で行われたもので、学外の方を含め、70名近くの参加者が集まりました。

講演する札野教授

講演会では、「科学技術倫理の本当の意味とは－あなたは誤解しているかもしれない－」というサブタイトルにちなみ、まずは札野順教授（東工大大学マネジメントセンター）より「志向倫理」と「予防倫理」という2つの倫理についての解説がありました。従来の、やってはならないことや守るべきことを示す「予防倫理」にとどまらず、優れた意思決定と行動を促す「志向倫理」によって、個人と社会が「よく生きる（well-being）こと」を目指そうという札野教授の考えは、多くの参加者の心を掴んでいました。

札野教授に続いては、海外からの2人のゲストスピーカーによる講演がありました。

イボ・ヴァン・デ・ポール教授 （オランダ、デルフト工科大学）は、「志向倫理」とも関連が深く、現在欧州で注目されている「責任ある研究とイノベーション（Responsible Research and Innovation）」を含む技術と倫理に関する新しい考え方を論じました。さらに、デルフト工科大学における技術者倫理教育の現状と将来構想を解説しました。また、技術者倫理教育のために自身が開発に参画したeラーニング教材「Agora」についての紹介もありました。

デナ・プレモンス教授（米国、カリフォルニア大学サンディエゴ校）は、米国科学財団（National Science Foundation）の支援を受けて開発された「研究の現場で倫理教育を行うためのワークショップ」の設計理念や内容および効果について解説しました。

プレモンス教授による講演の様子

講演の後には活発な質疑応答が行われ、科学技術倫理に対する関心の強さが伺えました。

講演会終了後に行ったアンケートでは、これからも科学技術倫理に関する講演会や、さらに具体的な内容のワークショップを開いてほしいという声が多く挙がっていました。今回の講演会は、科学技術倫理への参加者の興味関心をより引き出す有意義な機会となったようです。

活発な質疑応答

質問に答える札野教授とヴァン・デ・ポール教授

春の訪れと共に、その年の卒業生に母校の伝統や温かみを印象付け、新入生には東工大の歴史と期待に満ちた学園生活を感じさせる桜。この伝統を守るため、1月12日～2月19日にかけて本館前　桜並木の樹勢回復処置が実施されました。

本館前　桜並木

経緯

本館前の桜並木は施設運営部が年間管理を行っていますが、樹齢75歳（昭和25年植樹）の老齢により、枯れ枝の発生が年々増えていました。今年度は特に、例年に比べ落葉が異常に早いことが見受けられ、樹木医の診断により、活力が急激に衰えていることがわかりました。

早期の治療を行えば、樹勢の回復が見込めますが、処理が遅れると回復困難です。年々活力が衰え、開花が少なくなり、倒伏の危険性が増します。このことから今年度、桜16本の樹勢回復処置を実施しました。

樹勢回復措置方法と実施スケジュール

• 桜16本各々の根を根元から長さ4m幅1.5m程度露出させ、土壌改良材と有機質肥料を混入させた土の入替えを行いました。
• ウッドデッキを外す必要がありましたが、本ウッドデッキは学内外の方々が利用することから、完全通行止めにはせず、片側ずつ高さ1.2mのプラスチックバリケードで囲い、立入禁止として実施しました。
• 落葉し開花前の1月～2月が最も効果的であることから、その期間に実施しました。

樹勢回復措置

大学院総合理工学研究科知能システム科学専攻の木賀大介准教授が、第12回日本学術振興会賞を受賞しました。

授賞式に出席した木賀准教授（左）とお母様

日本学術振興会賞とは

同賞は、独立行政法人日本学術振興会が、優れた研究を進めている若手研究者を見い出し、早い段階から顕彰してその研究意欲を高め、独創的、先駆的な研究を支援することにより、我が国の学術研究の水準を世界のトップレベルにおいて発展させることを目的に2004年に創設されたものです。

受賞対象者は、人文・社会科学及び自然科学の全分野において、45歳未満で博士又は博士と同等以上の学術研究能力を有する者のうち、論文等の研究業績により学術上特に優れた成果をあげている研究者となっています。 受賞者には賞状、賞牌及び副賞として研究奨励金110万円が贈呈されます。記念受賞式は2月24日に日本学士院にて開催されました。

受賞理由

生命システムは構成単位の組み合わせによって、様々な特性を持ちます。構成単位の組み合わせの場合の数が非常に大きいことが天然の生物の多様性の根源であり、人類が生物を改良して人工的に活用できることの担保でもあります。

木賀准教授は、生化学のバックグラウンドをもとに、物理学、情報科学やシステム科学の知見を活用し、試験管内や細胞内に生体分子を組み合わせた人工生命システムを具現化してきました。また、20種類のアミノ酸が鎖状に連なって構成されるタンパク質に対し19種類や21種類のアミノ酸を使用するタンパク質の合成系や、試験管内での生体分子による論理演算系、生きた細胞間の相互作用によって多様化を維持する人工遺伝子回路、などの構築を行いました。

これらの成果は国際的にも高い評価を受けており、木賀准教授は合成生物学という新しい分野において日本のキーパーソンとして認識され、人工生命や生命の起源に関する研究者の一人として、今後も世界をリードする幅広い活躍が期待されています。

木賀准教授のコメント

遺伝子工学の発展版として様々な応用が期待されている合成生物学の本質は、wetと称される生物実験と、dryと称されるシステム科学・情報科学を適切に融合することにあります。このため、私の研究の根源は生命の起源に関する理学的な問いから発していますが、研究の実践のためには、様々な科学を融合することが必要であり、東工大着任前の私一人の力では何も成すことはできませんでした。現在所属する、知能システム科学専攻の山村雅幸教授をはじめとする皆様や、融合組織としての情報生命博士教育院、地球生命研究所、およびこれらで育ってきた学生と共に一連の研究を楽しんでこれたことを光栄に思い、恩師や共同研究者、各種研究資金の提供元皆様へと合わせ、深く感謝します。今後も、さらなる学際融合研究・教育に精進します。また、私事にて恐縮ですが、私の基盤を形づくった父、父亡き後私たち兄弟を育て上げてくれた母、経済面のサポートを下さった学術振興会をはじめとする各種団体や出身高校と大学に、そして現在の生活を豊かにしてくれている家族に深く感謝します。

• 日本学術振興会賞

1月7日、創造性育成科目の事例発表会を実施しました。創造性育成科目とは、学生に能動的・発見的に学習する機会を設け、新しいものや技術、アイディアを生み出すための創造力を育むための工夫を行っている講義科目のことです。

第4回目となる今回は、事例発表会を教員主体ではなく学生主体としたことや、臨場感の伝わる東工大レクチャーシアターで行ったこともあり、これまで以上に活発な議論が行われた事例発表会となりました。

学生の事例発表

前半は、学科・専攻での良い講義事例を共有することを目的に、4件の事例発表を行いました。「機械知能システム創造」「サイエンスカフェ -組織と運営-」「コンクリート実験」「バイオクリエイティブデザインII」というタイトルで、教員が講義の目的について説明した後、実際に受講した学生が講義に対する感想を踏まえ、体験談を発表しました。後半は、「学生主体の講義」をテーマに、水本哲弥副学長と事例発表を行った学生によるパネルディスカッションを行いました。

• 創造性育成科目の感想
• 講義（一般）に対する要望
• グループワークについて
• 東工大にこんな講義があれば

の4項目について、予定終了時刻を15分以上オーバーするほど活発な意見交換が行われ、有意義なパネルディスカッションとなりました。

創造性育成科目の感想、一般の講義に対する要望として、

• 創造性育成科目は、自分で行ったことが結果としてすぐに分かる。普通の講義においてもリアクションがあるとやる気が起きる
• 講義において、教員と学生との双方向性はとても大事。講義中に小テストを行っても返却されない場合もあるが、返却していただけると復習になるし、講義に対するモチベーションも上がる

などの声がありました。本学は昨年度から本格的にアクティブ・ラーニング室を整備していますが、学生側からも講義に対して双方向性を求めていることがうかがえる意見が出されました。

創造性育成科目の特徴のひとつであるグループワークについては、

• 課題達成のためにはスケジューリングが重要であることを学んだ。座学と異なり、新鮮だった
• 普通の座学以上に予復習をして臨むことが多い
• 時に紛糾することがあるが、先生が発言すると意見がそれに流れてしまう。学生の主体性に任せて欲しい
• グループワークにおいて学生同士の一体感を出すには、初めに簡単な課題を出すと良い（教員）

などの意見が出されました。

最後に、学生パネラー全員にグループワークの意義を聞いたところ、

• 他人の意見を聞き、自分を客観視することができること
• 人の長所を見出すことができること
• 自分のみでなく、周りを見なくてはいけないこと

などの回答を聞くことができました。

学生を交えてパネルディスカッション

創造性育成科目は毎年、専攻、学科、教員から申請を受け、登録・選定を行っております。平成27年度の登録科目ついては、下記のページをご覧下さい。

• 2015年（平成27年度）選定・登録科目 | 東京工業大学　教育推進室
• 平成26年度　創造性育成科目事例発表会～アクティブ・ラーニング講義室披露
• 平成25年度　「創造性育成科目事例発表会」開催報告

2015年10月にリニューアルオープンした百年記念館1階のラーニング＆インフォメーション・コモンズ。このスペースの活用促進のPRを兼ねた、学びの空間の可能性と新しい学びのカタチを模索するイベント「LAUNCH UP!」が、2015年12月21日・22日の2日間にわたり開催されました。

盛況な会場

期間中は会場内にて、実装された様々な機器や設備の紹介、それに関連する教育・ICTソリューションの企業展示・デモンストレーションが行われました。また、

• 学修や活動をサポートするインフラとしての設備
• 学修空間の活用における多様性

という2つの視点から、学内ラーニングスペースの紹介展示や、各種のイベントやセミナーなど、多くの実践的な試みを行いました。

2日間という限られた時間ではありましたが、約300人の来場者があり、イベントの内容やこのスペースの活用方法の可能性について、数多くの貴重な意見が寄せられました。

展示内容

• 普段の学修から授業、研究まで、大学における様々な教育・学修シーンとの関連が深いICTソリューション技術展示（パナソニックシステムネットワークス株式会社）
• グループディスカッションやワークショップなど、授業内外のアクティブラーニングをサポートする支援ツールの紹介展示とデモンストレーション（株式会社ウチダシステムズ）

パナソニックシステムネットワークス株式会社による展示

株式会社ウチダシステムズによる展示

東京工業大学のラーニングスペース紹介

学内にあって学生や教職員が自由に利用できるラーニングスペースの存在はあまり共有されていません。現在進みつつある講義室を中心とした学修環境整備の取り組みとともに、学生同士のコミュニケーションや自修、セミナー、サークル活動など様々に活用可能なスペース情報をパネルで紹介しました。

学生・教職員の学びと活動のための開かれたスペースであり、学内外の方々への情報発信拠点でもある百年記念館1階の愛称募集を行いました。会場内の電子黒板と博物館Webサイトで応募を呼びかけ、投稿状況をWebサイト上で随時更新・公開しました。1月22日まで応募を受け付け、審査の結果「T-POT」に決定しました。「Tokyo tech, People, Opportunity, Technology」という意味が込められており、また、人が集まりお茶を飲みながら議論を楽しむあたたかい場所（器＝POT）のイメージと呼びやすさが高い評価を得ました。

• ネーミングコンテスト | 東京工業大学博物館

ネーミングコンテスト「百年1階愛称募集！」

イベント・セミナー

ラーニングコモンズとなった百年記念館1階のスペースは、これまでも談話や休憩、食事のためのラウンジとして、博物館や学内他部署が主催する展示やイベントスペースとして様々に利用されてきました。

そこに積極的な学修や情報発信の機能が備わり、利用主体が学生であることが明確になりました。これにより、新たな空間と連動した学びのあり方の開発と実践を試みる、学修の「実験場」としての役割が加わりました。

今回の「LAUNCH UP!」では、この実験の第一弾として、様々な空間活用法と学びの実践を取り入れた催しを行いましたので、以下にその概要を記載します。

大谷清　博物館長（理事・副学長）と丸山俊夫　理事・副学長から、生まれ変わった百年記念館1階スペースが、大学での新たな学びの場として活用されることを期待する旨の挨拶がありました。あわせて、教育改革^※によって多様化する学びに対応できる、新たに実装された設備機能が紹介されました。

大谷清　博物館長（理事・副学長）

丸山俊夫　理事・副学長

※

東工大では現在、2016年4月スタートに向けて、教育システムの抜本的な改革を進めています。

中野民夫教授（大学マネジメントセンター）が開講している、教員の話を聞くだけではなく、学生同士が主体的に話し合って学び合う授業を公開しました。見学ではなく、来場の方々も授業に参加し、学生含め約100名が議論を交わす熱気に満ちた講義が行われました。このような大人数でのグループワークを実施できる講義室は大学に少なく、百年記念館1階は新しい学びに対応した「教室」としての活用も望まれています。

公開授業

学生による企画のひとつとして、開放的な空間を活かした室内楽コンサートが2回開催されました。1日目は夕方開催のため授業を終えた学生達が足を運び、2日目昼は食事をとりながら教職員や親子連れが演奏を楽しみました。百年記念館全体に響き渡るヴァイオリンやフルートの音色に耳を傾けたひとときでした。

弦楽四重奏

フルート、弦楽三重奏

ワークショップ「キャンパスツアーをデザインしよう」

東工大へ見学に来る高校生を日々案内している広報サポーターの学生が、キャンパスツアーをデザインするワークショップを企画しました。参加者は、大岡山キャンパスの地図をベースに、広報サポーターから学内の魅力的なスポットの説明を受けつつ、独自のキャンパスツアーのデザインに取り組みました。

トークセミナー1

インターネット上で大学などの講義を受けることができるMOOC（ムーク）。東工大でも2つの講義を提供しています。オンライン教育開発室を担当する森秀樹准教授（大学マネジメントセンター）による本セミナーでは、コンテンツの制作に関わった学生からオンライン講義やコンテンツ制作過程が説明されると共に、将来の学びの姿を模索するレゴを用いたワークショップが行われました。MOOCのコンテンツ制作は、学生が動画撮影・編集を行っていることが特徴です。制作に携わった学生からの苦労話など、オンラインでは知ることができない興味深い内容が紹介されました。また、MOOCの撮影を実際に体験できるブースも設置され、参加者は興味深そうに説明を聞いていました。

トークセミナー2

数多くの大学など教育機関でアクティブラーニング環境をデザイン・構築してきた以下の3名に、具体的活用事例を通じ、百年記念館1階スペースの可能性についてお話しいただきました。

• パワープレイス株式会社教育・公共デザイン室　デザイナー　中森康裕氏
• 内田洋行教育総合研究所　主任研究員　平野智紀氏
• パナソニックシステムネットワークス株式会社　教育ソリューションタスクフォースリーダー　則木博司氏

吹き抜けがあり天井の高い開放的空間であること、大学の成果が集約している博物館の中にあること、学修の場であるとともに情報発信の場であることなど、百年記念館1階スペースは他のアクティブラーニングスペースに比べて大きな魅力を有していることが語られました。

プログラム外企画

大学院理工学研究科国際開発工学専攻の学生を中心に、様々な学部・学科や研究科・専攻、多様な国籍の学生間交流の活性化を目的に、エレクトロニック・ダンス・ミュージックのイベントが開催されました。百年記念館1階の今までにない活用の試みです。準備・運営は全て学生がおこない、100名以上が参加した大イベントとなりました。学術的な交流に加え、授業終了後の新たな形の学生交流の場としても活用出来る可能性が垣間見えました。

寄せられた声（アンケート結果より抜粋）

• 非常に満足
  1％
• 満足
  89％
• やや不満
  0％
• 不満
  7％
• 回答なし
  3％

• 学生と外部のつながりの場として最適
• 教員、学生、OBの取り組みを発表するなどの交流の場
• 壁面のホワイトボード全体を使ったトークセッション、コンサートや交流会など定期的な学生企画イベントの開催
• 体験型イベントや学生によるレクチャーイベントの開催
• 館内風景を学内にリアルタイム配信

• 学内ラーニングスペース紹介を見て、多くの講義室がアクティブラーニングに対応した改修を行っていることに驚いた
• 愛着のある身近なスペースに愛称をつけることのできるネーミングコンテストの試みが良い
• トークセミナー2について、アクティブラーニングに関わる様々な分野の専門家の話が聴けて良かった
• 学生企画イベントが良かった
• 音楽イベントはこのスペースを盛り上げるのにふさわしいと思う
• 音が響きすぎるため、スピーカー設備は改良の余地があるのではないか
• 公開授業について、社会では対話やコミュニケーション発表、意味出しを日常的に行うため、学生時代にこのような主体性が磨かれる環境があることはとても良いことだと思う
• 建物の形に興味があり来訪したが、中に入り、イベントを楽しむことができて良かった

博物館　遠藤康一　特任講師、同　阿児雄之　特任講師からのコメント

この2日間の経験を経て、百年記念館1階は、東工大の教育改革のコンセプト「自ら進んで学び、鍛錬する"志"を育てる」ための空間として、機能整備の段階から、その積極的活用により充実した学びを育む段階へとLAUNCH（船出）を果たしたことになります。今後は、ここが学生・教職員他の様々な活動を受け止め、キャンパスの中でも常に活発で賑やかな場所となるよう、そのための活用支援等も行っていく予定ですので、まずはお気軽にお立ち寄りください。そしてご利用にあたって様々なご意見をお寄せいただくと共に、大学全体としてこの場所をさらに育てていっていただきたいと思います。

• LAUNCH UP 開催報告 | 東京工業大学博物館
• 東工大博物館・百年記念館1階リニューアル内覧会　開催報告

本学が開催する、学生及び一般の方を対象とした公開講座、シンポジウムなどをご案内いたします。

理工系学生能力発見・開発プロジェクト 第10回特別講義「大地震による被害と対策」

地震防災、地震工学を専門分野とする翠川教授とともに地震とその対策について追及します。

日時	3月2日（水）17:30～19:00
会場	大岡山キャンパス　西9号館2階コラボレーションルーム
参加費	無料
対象	一般
申込	不要（当日参加可能）

• 理工系学生能力発見・開発プロジェクト　第10回特別講義「大地震による被害と対策」

Enterprise Engineering コース（O）開講

「グローバル産業リーダー育成プログラム（GINDLE―Global INDustrial LEader）」のうちの1つとして、ICTの利活用に焦点を当てたコースです。企業活動におけるICT活用力の向上につなげていただきたいと思います。

日時	3月4・5日（金・土）3月11・12日（金・土） ※受講内容によって異なります
会場	田町キャンパス　キャンパス・イノベーションセンター　410 教室
参加費	1. 1月8・9日、2月5・6日、3月4・5日：198.000円（税込） 2. 1月8・9日、2月5・6日、3月11・12日：198.000円（税込） 3. 1月8・9日、2月5・6日、3月4・5日、3月11・12日の全日程：248.000円（税込）
対象	一般20名（最少開催人数5名）
申込	必要（締切12/13）

• Enterprise Engineeringコース（O）開講

第9回 東工大 学生応援フォーラム

学生支援センターが支援している、東工大学生ボランティアグループ（東工大VG）、東工大国際交流学生会（SAGE）、学勢調査、理工系学生能力発見・開発プロジェクトの4 活動が口頭発表とパネル発表をおこないます。

日時	3月7日（月）13:30～15:30
会場	大岡山キャンパス　百年記念館3階　フェライト記念会議室
参加費	無料
対象	学生・一般
申込	不要

• 第9回 東工大 学生応援フォーラム

国際シンポジウム Biomimetic Robotics 2016

生物を規範としたロボットに関する国際シンポジウム“Biomimetic Robotics 2016”を開催します。海外から招待する若手研究者2名と東工大機械系の若手教員4名が研究発表を行います。

日時	2016年3月8日（火） 13:30～17:15
会場	東京工業大学　大岡山キャンパス　石川台3号館304号室
参加費	無料
対象	学生・一般
申込	必要

• 国際シンポジウム Biomimetic Robotics 2016

シンポジウム ビジネス価値創出のための成熟度フレームワーク：IT-CMF

東京工業大学・社会人教育院では、アイルランド国立メヌース大学にあるIVI（Innovation Value Institute）から教育担当ディレクターのMichael Hanley氏をお迎えし、シンポジウムを開催します。

日時	3月8日（火）13:30～16:55（受付開始 13:00）
会場	大阪商工会議所 2号会議室（B1）
参加費	無料
対象	一般（定員50 名）
申込	必要（3/4 締切）

• シンポジウム ビジネス価値創出のための成熟度フレームワーク：IT-CMF

第6回「みなとCSRアイデアソン」

港区立エコプラザにて開催される、第6回「みなとCSRアイデアソン」に、市村禎二郎東京工業大学名誉教授・国際室国際連携プランナー特命教授が登壇します。

日時	3月15日（火）16:30～17:30
会場	港区立エコプラザ
参加費	無料
対象	一般（先着30名）
申込	必要

• 第6回「みなとCSRアイデアソン」

MOTオープンハウス「MOT分野で活躍する女性たち」

東京工業大学大学院イノベーションマネジメント研究科技術経営専攻（平成28年4月より 環境・社会理工学院 技術経営専門職学位課程と改称）による最先端のMOT（技術経営）のオープンハウスを開催します。

日時	3月26日（土）13:30～16:30
会場	田町キャンパス　キャンパスイノベーションセンター1階　国際会議室
参加費	無料
対象	学生・一般
申込	必要（3/24 締切）

• MOTオープンハウス「MOT分野で活躍する女性たち」

科学教室「棘皮動物の不思議な世界」

日時	3月29日（火）13:20～16:00
会場	大岡山キャンパス　西3号館5階　基礎生物学実験室
参加費	無料
対象	中学生以上（定員30名）
申込	必要（3/15締切）

• 科学教室「棘皮動物の不思議な世界」

桜花観賞2016

本年も桜花の季節を迎えました。この機会に、近隣の皆様にも本学大岡山キャンパスの桜を愛でていただきたく、下記の日時にキャンパスを開放いたします。

日時	3月30日（水）～4月3日（日）10:00～18:00 ※卒業式（3月28日）・入学式（4月4日）挙行日の観賞はご遠慮願います。
会場	大岡山キャンパス
参加費	無料
対象	一般
申込	不要

• 桜花観賞2016

サイエンスカフェ 2015 VOL.2 「腸内細菌ってなんだ？2」

今回のサイエンスカフェの舞台は皆さんの腸内です。
腸内細菌の仕組みをボードゲームを使って、遊びながら学べる企画です。

日時	3月30日（水）13:30～15:30
会場	大岡山キャンパス 百年記念館1階
参加費	無料
対象	小学新4年生～中学新3年生向け 保護者同伴可（定員40名抽選）
申込	必要（3/21締切）

• サイエンスカフェ 2015 VOL.2 「腸内細菌ってなんだ？2」

コンピュータビジョン・ヒューマンビジョン・あなたのビジョン2016

中高生向けのスマホを使ったVR（バーチャルリアリティ）体験イベント「コンピュータビジョン・ヒューマンビジョン・あなたのビジョン2016」を以下の日程で開催します。

日時	3月30日（水） 14:00～16:30（13:30受付開始）
会場	大岡山キャンパス 石川台7号館（ELSI-1）
参加費	無料
対象	学生・一般（定員50名）
申込	必要（3/22締切）

• コンピュータビジョン・ヒューマンビジョン・あなたのビジョン2016

一部締め切りを過ぎていますが、取材をご希望の場合はご連絡ください。

• プレスリリース
• イベントカレンダー

2月4日、第1回末松賞の授賞式が行われました。

末松賞は、末松安晴栄誉教授の「若い研究者たちが様々な分野で未開拓の科学・技術システムの発展を予知して研究し、隠れた未来の姿を引き寄せて定着させる活動が澎湃としてわき出て欲しい」との思いから、本学に対し多額の寄附をいただいたことにより創設され、今回が初めての授賞式となりました。

（前列左から）金森功吏助教、末松安晴栄誉教授、井上遼太郎助教
（後列左から）小野功副学長、三島良直学長、安藤真理事・副学長

末松栄誉教授は、光通信工学の分野において、光ファイバーの伝送損失が最小となる波長の光を発し、かつ、高速に変調しても波長が安定した動的単一モードレーザーを実現しました。現在のインターネット社会を支える大容量長距離光ファイバー通信技術の確立に大きく寄与するなどの優れた業績を挙げ、本領域の発展に多大な貢献をしました。その功績が評価され平成27年度の文化勲章を受章しています。

金森助教（左）と井上助教（右）

初回となる本年度は、大学院理工学研究科　物性物理学専攻　井上遼太郎助教、大学院生命理工学研究科　分子生命科学専攻　金森功吏助教の2名が選考されました。

授賞式には末松栄誉教授も出席し、三島良直学長からの挨拶の後、賞状の授与が行われました。次いで末松先生からも挨拶があり、その後、受賞者2名が受賞に対しての感謝と今後の意気込みを述べました。

受賞式に続き、記念撮影、懇談会が行われました。井上助教と金森助教から現在行っている研究について説明すると、それに対して末松栄誉教授と三島学長から自分たちの若手時代のことを交えて話がされ、大変盛り上がった懇談会となりました。

懇談会の様子

• 末松安晴栄誉教授・元学長が平成27年度文化勲章を受章

2016年4月入学に係る学士課程入試の合格者受験番号は、大岡山キャンパス「なごみの広場」（附属図書館の先）に掲示します。

なお、合格者受験番号は、以下のwebページ上でも公開します。

• 高校生・受験生向けサイト > 入学案内（学士課程） > 合格発表

各試験のwebページ上での発表日時は以下のとおりです。

東京工業大学社会人教育院（2016年度から社会人アカデミーに改称）では、昨年度ご好評をいただいた理工系一般プログラムを本年度も開講予定です。

2016年度は「環境科学」、「環境工学リサイクルコース」、「環境工学エネルギーコース」、「食の安全と安心」の4コースとして新規開講いたします。

各コースへのお申込み方法等はこちらのページをご覧ください。

理工系一般プログラムの特徴

各コースの概要

• プレスリリース　東京工業大学社会人教育院 開催講座 理工系一般プログラム「環境科学」「環境工学リサイクルコース」「環境工学エネルギーコース」「食の安全と安心」
• 理工系一般プログラム お申込受付中のコース ｜ 東京工業大学 社会人教育院

2月23日に東工大蔵前会館のくらまえホールにおいて、手島精一記念研究賞の授与式が行われました。授与式には、本学学内関係者ほか、蔵前工業会理事長、元手島工業教育資金団役員が臨席しました。

記念写真

授与式の様子

手島精一記念研究賞は、理工系大学における研究を奨励するために設けたものであり、特に優れた研究業績をあげた本学関係者に対して、賞状並びに副賞の授与を行っています。この賞は、東京工業大学の前身である東京工業学校及び東京高等工業学校の校長であった手島精一先生の功績を記念するため創設された財団法人手島工業教育資金団の事業の一つとして行われてまいりました。2009年4月に同財団の解散に伴い、本学に事業が継承され今日に至っています。

今年度は、24件・計55名の受賞者に対し、学長から賞状と副賞が授与されました。授与式に引き続いて、ロイアルブルーホールにおいて、受賞者を囲んで祝賀会が行われ、出席者全員和やかな雰囲気のうちに閉会しました。

平成27年度受賞者

• 平成26年度手島精一記念研究賞授与式

東京工業大学フロンティア研究機構 大隅良典栄誉教授が、医学分野での重要な功績に対して贈られるローゼンスティール賞とワイリー賞の受賞者に選ばれました。

大隅良典栄誉教授

今回、大隅栄誉教授が第45回目の受賞者となるローゼンスティール賞は、米国ブランダイス大学ローゼンスティール基礎医科学研究センターによって、1971年より毎年、基礎医学の発展における顕著な功績に対して授与されています。

一方、ワイリー賞は、2002年から毎年、米国学術出版社ワイリー社が出資するワイリー財団より、バイオメディカル分野で顕著な業績を上げた研究者に贈られるもので、同教授はその第15回目の受賞者に選ばれました。これまでの受賞者のうち5名がその後にノーベル賞を受賞しています。

両賞とも、大隅栄誉教授のオートファジーの研究功績を高く評価し授与されるものです。オートファジーとは細胞が自分自身のタンパク質を分解する仕組みのことで、同教授は、細胞や細胞組織の維持と修復に不可欠であることを解明し、生物医学分野の発展に大きく寄与しました。

大隅良典栄誉教授コメント

この度、ブランダイス大学から第45回ローゼンスティール賞を、ワイリー財団から第15回ワイリー賞を受けることになりました。4月6日ボストンで行われるローゼンスティール賞受賞式の後、ニューヨークに移動し、4月8日のワイリー賞受賞式に出席します。ワイリー賞受賞式の会場となるロックフェラー大学は、私のポスドク時代の3年間の留学先であり、現在に至るまで研究材料としている酵母の研究を始めた場所なので感慨深いものがあります。

• ローゼンスティール賞
• ワイリー賞
• 大隅良典栄誉教授　ガードナー国際賞授賞式に出席
• 大隅良典栄誉教授が平成27年度文化功労者に
• 大隅良典栄誉教授が第20回慶應医学賞を受賞
• 顔 東工大の研究者たち Vol.1 大隅良典

東京工業大学フットサル部 Tokyo Tech.が、2015年度のF-NET主催FFCカレッジフットサルリーグの1部昇格戦で勝利し、1部リーグへの昇格を決めました。この結果により、来季から1部リーグで戦うことになります。

1部昇格を決めたフットサル部のメンバー

FFCカレッジフットサルリーグは、関東地域で行われている日本最大の学生フットサルリーグで、現在40大学以上55チームが参加しています。1部と2部に分かれたリーグは、1部12チームと2部4グループ各およそ10チームから構成されます。2015年度、2部Dグループに所属したTokyo Tech.は成績8勝1分1敗でグループ優勝を果たしました。そして、2016年2月24日に行われた2部の各グループ優勝チームが集まる1部昇格戦に進出しました。そこで2部Cグループ優勝の東京都市大学に5-2で勝利したことで、史上初となる1部昇格を決めました。

• 東京工業大学フットサル部 Tokyo Tech.
• F-NET主催FFCカレッジフットサルリーグ
• 東工大フットサル部、FFCカレッジフットサルリーグ2部Dグループ優勝

日時	2016年3月15日（火）　15:30～16:30（開場15:00）
場所	東京工業大学 地球生命研究所 ELSIホール
主催	東京工業大学地球生命研究所
参加費	無料
言語	日英同時通訳
定員	先着100名
お申込	「映画『オデッセイ』監修 NASA ジム・グリーン氏 一般講演会」申込WEBサイトからお申込みください。

• プレスリリース 東京工業大学地球生命研究所 「オデッセイ」NASA ジム・グリーン氏 来日一般講演会開催
• 映画「オデッセイ」監修 NASA ジム・グリーン氏 一般講演会 ｜ 東京工業大学 地球生命研究所
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学術国際情報センターが、TSUBAME e-Science Journal Vol.14を発行しました。
TSUBAME e-Science は、東工大のスーパーコンピュータTSUBAMEを利用した研究成果を発表する広報紙です。
Vol.14には、TSUBAMEグランドチャレンジ大規模計算制度で採択された挑戦的な大規模計算の研究課題を含む、3つの事例が掲載されています。

• 大規模GPUコンピューティングによる天然岩石内の二相流シミュレーション
• 大規模画像データセットの機械学習のための分散コンピューティング
• マルチGPU超並列クラスタシステムを用いた大規模ナノ炭素分子の電子状態計算

• TSUBAME e-Science Journal Vol.14 を発行
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要点

• 有機化合物において、巨大な熱電効果を発見
• これまでの予測を覆す、新しいメカニズムによる新奇な現象
• 大きな熱電効果を発現する物質の開発に新たな指針を提示

概要

東京工業大学大学院理工学研究科の町田洋助教と井澤公一教授、梨花女子大学（韓国）のウォン・カン（Woun Kang）教授、パリ高等物理化学学校（フランス）のカムラン・ベニア（Kamran Behnia）博士らの共同研究グループは、有機化合物(TMTSF)₂PF₆（テトラメチルテトラセレナフルバレン塩）の低温の半導体状態において、現在最も利用されている熱電変換材料^[用語1]の100倍にも達する巨大な熱電効果を発見した。

この結果は、半導体の熱電効果は低温で消失するというこれまで広く信じられてきた理論予測を覆すものであり、新しいメカニズムに基づく新奇な現象であることを強く示唆している。この発見により、今後の大きな熱電効果を発現する物質の開発に新たな指針が与えられるものと期待される。

研究成果は2月25日発行の米国学術誌「フィジカル　レビュー　レターズ（Physical Review Letters）」電子版に掲載され、編集者の推薦論文（Editor's Suggestion）に選ばれた。

研究の背景

物質の両端に温度差を与えると、起電力が発生する現象をゼーベック効果と呼ぶ。ゼーベック係数Sはこの効果の大きさを表す尺度であり、温度差1 K（絶対温度）当たりに発生する電圧で定義される。したがって、同じ温度差でもSが大きいほど大きな起電力が得られる。ゼーベック効果は排熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な技術として注目され、高効率の熱電変換材料の開発は大きなゼーベック係数をもつ半導体を中心として、現在精力的に行われている。

このような特性をもつ半導体は、温度を下げると電気が非常に流れにくい状態へと変化する。この時ゼーベック係数の大きさは減少することが多くの実験で確認されており、絶対零度では消失するという理論予測が一般に広く信じられている。

一方、最近電子間のクーロン相互作用^[用語2]が強い、強相関電子系と呼ばれる金属物質において、電子相関の効果により大きな熱電効果がもたらされることが分かってきている。半導体においても電子相関の効果により熱電効果が増強され得るのかということは興味がもたれる点である。

しかし、これらの点は実験的にはまだ全く分かっていない。

研究成果

同研究グループは、温度変化に伴いマイナス261.15 ℃（絶対温度12 K）で金属から半導体へと変化する強相関電子系の有機化合物(TMTSF)₂PF₆（テトラメチルテトラセレナフルバレン塩）を研究対象とし、そのゼーベック係数を極低温まで精密に測定した。その結果、同物質のゼーベック係数|S|は電気が非常に流れにくい極低温下でも顕著な増大を示し、マイナス273.05 ℃（絶対温度0.1 K）付近では40 mV/Kと非常に大きな値に達することを見出した。

図.

有機化合物(TMTSF)₂PF₆のゼーベック係数|S|の絶対値の温度依存性。この物質は絶対温度12 K（マイナス261.15 ℃）で金属から半導体に変化する。ゼーベック係数|S|は低温で顕著な増大を示し、およそ絶対温度0.1 K（マイナス273.05 ℃）で約40 mV/Kの巨大な値に達する。

このようなゼーベック係数の温度変化は、低温で減少傾向を示す多くの半導体とは明らかに異なる振る舞いである。また得られたゼーベック係数|S|の最大値は、典型的な半導体材料のシリコンやゲルマニウムに比べ10倍大きく、また現在最も利用されているBiTe系の熱電変換材料の100倍と非常に巨大である。このように半導体のゼーベック係数が、絶対零度近傍の十分低温においても増大を続け、有限かつ巨大な値をとることは、広く信じられてきた従来の理論予測を覆す驚くべき結果であり、半導体の熱電現象に対する考え方に修正を迫るものである。

一方、電子間にはたらくクーロン相互作用によって半導体のゼーベック係数が低温においても有限に残るという予測が過去に存在する。今回の発見は、この可能性を含めた新しいメカニズムに基づく新奇な現象であることが強く示唆される。

今後の展開

今回の研究で、有機化合物において巨大なゼーベック効果が発現することを明らかにした。この成果は、固体の熱電現象における基礎学術研究上の重要性をもつばかりでなく、今回見出された知見を基盤とした巨大な熱電効果を発現する物質の開発に重要な指針を与えることが期待される。

論文情報

掲載誌 :	Physical Review Letters
論文タイトル :	Colossal Seebeck Coefficient of Hopping Electrons in (TMTSFT)2PF6
著者 :	Yo Machida1, Xiao Lin2, Woun Kang3, Koichi Izawa1, and Kamran Behnia2
所属 :	1Tokyo Institute of Technology（東京工業大学） 2ESPCI（パリ高等物理化学学校） 3Ewha Womans University（梨花女子大学）
DOI :	10.1103/PhysRevLett.116.087003

ポイント

• 水素の陰イオンであるヒドリド（H^-）がイオン伝導する新物質を開発した。
• ヒドリドイオン伝導体を固体電解質に用いた全固体電池を作製し、機能することを実証した。
• 高い電池電位が期待できるヒドリドのイオン伝導を利用することで、既存の蓄電池や燃料電池などの延長線上にない全く新しい作動原理をもつエネルギー貯蔵・変換デバイスを開発できる可能性を示した。

概要

分子科学研究所の小林玄器特任准教授と、東京工業大学大学院の菅野了次教授、京都大学大学院の田中功教授、高エネルギー加速器研究機構の米村雅雄特別准教授らの研究チームは、水素の陰イオンであるヒドリド（H^-）伝導性の固体電解質La₂-_x-_ySr_x+_yLiH₁-_x+_yO₃-_y（以下LSLHO）を開発しました。

イオン伝導体^[用語1]は、二次電池や燃料電池の基幹材料として電極や電解質に用いられ、プロトン（H⁺）やリチウム（Li⁺）を伝導する物質が実用材料として開発されています。ヒドリド（H^-）は、イオン伝導に適したイオン半径と、卑な酸化還元電位^[用語2]を持つことから、H^-を電荷担体^[用語3]とするイオン伝導体を蓄電・発電反応に利用することができれば、高電位・高容量のエネルギーデバイスを実現できる可能性があります。しかし、化学的に安定であり、かつH^-のみがイオン伝導する物質はこれまでに発見されておらず、H^-をエネルギーデバイスに応用する試みはありませんでした。

本研究チームは、純粋なH^-伝導体であるLSLHOを開発することに成功しました。H^-が酸化物イオン（O^2-）と共存する副格子^[用語4]をもつ酸水素化物^[用語5]と呼ばれる物質系に着目し、構成元素にH^-より電子供与性の強いリチウム（Li）、ストロンチウム（Sr）、ランタン（La）を採用して、H^-からの電子供与を抑制することで固体電解質として利用できる初めてのH^-伝導体の発見に至りました。

さらに、開発したLSLHOを用いて、H^-を電荷担体とする全固体型の電気化学エネルギーデバイスが作動することを初めて見出し、H^-電気化学デバイスの作動原理を実証しました。

この研究成果は、ヒドリドのイオン伝導を利用した電気化学デバイスの可能性を初めて示したものであり、水素のエネルギー利用に新たな可能性をもたらすとともに、既存の蓄電・発電デバイスの延長線上にない新しいエネルギーデバイスの開発に道を拓くものと期待されます。

本研究は、JST戦略的創造研究推進事業（さきがけ）、日本学術振興会 科学研究費助成事業（新学術領域研究）の助成を受けて行われました。

本研究成果は、2016年3月18日（米国東部時間）に米国科学振興協会（AAAS）発行の科学誌「Science」に掲載されました。

研究の背景と経緯

持続可能なエネルギー社会の実現に向け、電気化学反応を利用した蓄電・発電の重要性が高まっています。リチウム二次電池や燃料電池を越える次世代のエネルギーデバイスの実現をめざして、激しい開発競争が世界的に繰り広げられていますが、いまだ本命は不在の状況です。次世代エネルギーデバイスには、エネルギー密度、作動温度、耐環境性能など、用途に応じたさまざまな性能が求められます。これらを達成するためには、既存の研究開発の延長線上にはない、基幹材料のブレークスルーが必要になります。これまでプロトンやリチウム、ナトリウム、マグネシウムなどのイオンを利用した燃料電池や蓄電池の開発が行われてきましたが、新たな電荷担体を伝導種とする電極や固体電解質材料が出現すると、全く新しい作動原理をもつエネルギーデバイスが創成できると期待されます。本研究チームは、ヒドリド（H^-）の酸化還元電位が-2.25Vと大きく、電荷担体として魅力的であることに着目し、高速でH^-が伝導することのできる新物質を探索しました。

研究の内容

固体内でH^-伝導を実現するためには、十分な濃度のH^-が互いに相互作用できる距離で結晶格子中に存在すること、安定な骨格構造をもつこと、H^-より電子供与性の強い陽イオンの副格子をもつことが鍵となります。本研究チームは、La-Li系の酸水素化物La₂LiHO₃のLaをSrで置き換えると、H^-濃度と結晶内の配位環境を制御できることを見いだし、H^-伝導体LSLHOの開発に成功しました。

H^-伝導体LSLHOは、高圧合成法^[用語6]で合成しました。Li、Sr、Laの酸化物と水素化物を出発物質に用い、その割合を調整してLSLHOの組成を制御しました。本研究で開発したH^-伝導体LSLHOは、広い組成範囲（O≤x≤1,O≤y≤2）を持ち、LaとSrの組成比を変えると結晶格子内のH^-とO^2-の比率を制御することが可能です。大強度陽子加速器施設J-PARC^[用語7]と（米）オークリッジ国立研究所に設置された粉末中性子回折装置による中性子回折測定^[用語8]によって決定した結晶構造を図1に示します。LSLHOがK₂NiF₄型構造^[用語9]をとり、Liと陰イオンで構成されるLiX₆（x=H^-,O^2-）八面体の頂点位置をO^2-が、LiX₄面内をH^-が好んで占有することを明らかにしました。La₂LiHO₃（x=y=0）ではH^-とO^2-がLiX₄面内に規則的に配列するのに対し、LaSrLiH₂O₂（x=0,y=1）ではH^-が面内および　O^2-が頂点位置を占有し、Sr₂LiH₃O（x=0,y=2）ではH^-が頂点位置の1/2を占有します。さらにx>0の組成では、LiX₄面内のH^-が欠損し空孔が導入されることが分かりました。各構成元素の価数を第一原理計算^[用語10]によって調べ、結晶格子内に含まれる水素がヒドリド（H^-）として存在していることを明らかにしました。

図1. La_2-x-ySr_x+yLiH_1-x+yO_3-yの結晶構造

H^-含有量の増加に伴い、Liと陰イオンで形成される八面体内の配位環境が変化する。La₂LiHO₃ではLiにH^-が直線的に二配位する。LaSrLiH₂O₂ではLiにH^-が4配位してLiH₄平面が形成される。Sr₂LiH₃Oでは新たに八面体の頂点位置の半分がH^-で占有される。

LSLHOのH^-伝導特性を調べた結果、図2に示す様に高いイオン伝導率が出現することを確認しました。イオン伝導率はH^-濃度の増加または空孔の導入によって向上し、La_0.6Sr_1.4LiH_1.6O₂（x=0.4,y=1）の組成では300度で0.1mScm^-1を越える高いヒドリド伝導率が得られました。

図2. La_2-x-ySr_x+yLiH_1-x+yO_3-yのイオン伝導率の温度依存性

温度の逆数に対して伝導率の対数を示したアレニウスプロットと呼ばれるグラフ。傾きからイオン伝導における活性化エネルギーが導出できる。左図：La₂LiHO₃、LaSrLiH₂O₂、Sr₂LiH₃Oの伝導率の比較。H^-含有量の増加に伴い、伝導率が向上していることが分かる。右図：LaSrLiH₂O₂（x=0, y=1)のH^-位置に空孔を導入したLa_1-xSr_1+xLiH_2-xO₂のイオン伝導率の比較。空孔量の増加（xの増加）に伴って伝導率が向上している。

さらに新しいヒドリド伝導体を固体電解質に用いた全固体電池を作製し、電気化学反応が可能であることを明らかにしました。LSLHOを固体電解質に用いた全固体セルTi/LSLHO/TiH₂は正の起電力を示し、定電流放電によって放電容量が得られました（図3）。電池反応によって生じた生成物を、大型放射光施設SPring-8^[用語11]に設置されている粉末放射光X線回折装置で調べました。それぞれの電極で水素の吸蔵と放出に伴う構造変化を観測し、放電時にTi+xH^-→TiH_x+xe^-（負極）とTiH₂+xe^-→TiH_2-x+xH^-（正極）の電極反応が進むことが明らかになりました。すなわち、TiH₂から放出された水素がH^-としてLSLHOを伝導してTi電極に吸蔵されたことを示します。この結果は、LSLHOが固体電解質として機能することを実証しただけでなく、H^-のイオン伝導を利用した新しい電気化学デバイスが創成できる可能性を示しています。

図3. 本研究で作製した固体電池Ti/La_2-x-ySr_x+yLiH_1-x+yO_3-y/TiH₂の定電流放電測定の結果

起電力と放電反応での流れる電流の向きから電荷担体がH^-であることが証明できた。TiH₂電極からの水素の放出とTi電極への水素吸蔵に伴って放電容量を得たこの実験結果は、H^-が電荷担体として電池反応に適用できることを示した初めての報告である。

今後の展開

本研究を通して、H^-が電荷担体として固体内をイオン伝導することが明らかになり、H^-伝導体を固体電解質に利用した新しいエネルギーデバイスの開発が可能であることを初めて示しました。今後は、より伝導率の高いH^-イオン伝導体の創成を目指して物質探索を進めると共に、H^-の酸化還元電位を活かした電池反応の構築を目指します。本成果を通し、既存のエネルギーデバイスに用いられているLi⁺やH⁺、O^2-、Mg²⁺などのイオン伝導種に新たにH^-が加わったことで、次世代エネルギーデバイスの開発に向けた新たな潮流が生まれることを期待しています。

論文情報

掲載誌 :	Science
論文タイトル :	“Pure H- Conduction in Oxyhydrides“ （酸水素化物におけるH-導電現象）
著者 :	Genki Kobayashi1,2, Yoyo Hinuma3, Shinji Matsuoka4, Akihiro Watanabe1,4, Muhammad Iqbal4, Masaaki Hirayama4, Masao Yonemura5, Takashi Kamiyama5, Isao Tanaka3, and Ryoji Kanno4
所属 :	1 Research Center of Integrative Molecular Systems (CIMoS), Institute for Molecular Science, 2 Japan Science and Technology Agency (JST), Precursory Research for Embryonic Science and Technology (PRESTO), 3 Department of Materials Science and Engineering, Kyoto University, 4 Department of Electronic Chemistry, Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, 5 Neutron Science Laboratory (KENS), Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization (KEK)
DOI :	10.1126/science.aac9185

東京工業大学を含むECM共同研究開発チーム^※が第25回地球環境大賞　日本経済団体連合会会長賞を7者と共同受賞しました。

※

株式会社竹中工務店、鹿島建設株式会社、株式会社デイ・シイ、日鉄住金高炉セメント株式会社、国立大学法人東京工業大学、太平洋セメント株式会社、日鉄住金セメント株式会社、竹本油脂株式会社

フジサンケイグループ主催の地球環境大賞は、「産業の発展と地球環境との共生」を目指し、産業界を対象とする顕彰制度です。地球温暖化防止や循環型社会の実現に寄与する新技術・新製品の開発、環境保全活動・事業の促進や、21世紀の社会システムの探求、地球環境に対する保全意識の一段の向上を目的としています。

受賞理由

「ECMセメント」を開発し、「ECMコンクリート・地盤改良体への適用技術」を確立したことで、従来に比べ建設時のCO₂の大幅な削減が可能となり、低炭素社会の実現、サステナブル社会の構築へ大きく貢献できる点が評価されました。

ECMセメント

コンクリートの主要な材料であるセメント（普通ポルトランドセメント）は、製造時に石灰石などの原料を高温で焼成するため、多くのエネルギーを必要とするほか、大量のCO₂が発生します。セメントの製造にかかるCO₂排出量は我が国全体の3％強を占めていることから、セメント製造に係る低炭素化が喫緊の課題となっていました。

ECMセメントを用いた構造体

国立研究開発法人「新エネルギー・産業技術総合開発機構」（NEDO）の助成のもと、鉄鋼製造副産物の高炉スラグ微粉末を60～70%混合する「ECMセメント」を開発すると同時に、コンクリート・地盤改良体構造物へ使用する汎用的な建設技術システムを構築しました。「ECMセメント」は環境性能に優れる一方で、長期耐久性や安定性など検証すべき課題がありましたが、今回の研究で従来セメントの製造時のCO₂排出量を6割以上削減することに成功しました。「ECMセメント」を用いたコンクリート構造体、地盤改良体の開発により従来構造物より3～6割のCO₂削減が可能となりました。セメントの材料成分・構成の最適化や、新規の化学混和剤の開発を行い、構造物への適用に向けてのコンクリート・地盤改良技術を開発することで、従来の品質・性能上の課題を解決しました。

2020年から開発成果を段階的に公開し、25年には一般公開する計画です。事業化と市場の確立が実現できれば、年間1,000万トンの供給可能量に対し、 20年には利用量110万トン（45万t-CO₂削減）、30年には440万トン（180万t-CO₂削減）までの普及拡大が予想されます。

ECMコンクリート打設状況

• 受賞企業紹介 | 地球環境大賞
• 東工大が平成27年度地球温暖化防止活動環境大臣表彰を受彰

三島良直学長、安藤真理事・副学長（研究担当）は記者会見を行い、2016年4月からスタートする東工大の研究改革について、その目的と概要を説明しました。

概要

4月1日付けで、研究体制を集約し、約180名の研究者を擁する科学技術創成研究院（以下、研究院）を設置します。研究院には現行の研究に関わる組織を再編成し、新たなミッションを担う研究所・研究センターを設置するとともに、最先端研究を小規模のチームで機動的に推進する「研究ユニット」を10個設置します。研究ユニットは卓越したリーダーが"尖った"研究を大きく育てるための仕組みです。これらの改革により、複雑化する社会の要請に応え、新たな分野や融合分野の研究を創出し、研究成果の社会への還元を一層促進します。

今後とも東工大の研究改革にご注目ください。

「東工大研究改革」について記者発表する三島良直学長

内容の詳細は、プレスリリース、説明資料をご確認ください。

• プレスリリース　研究力のさらなる強化に向けて科学技術創成研究院を設置―新分野や融合分野の研究を加速する柔軟な体制を導入―
• 説明資料
• 研究ユニットリーフレット

要点

• 世界最高のリチウムイオン伝導率を示す超イオン伝導体を発見
• 超イオン伝導体を利用した全固体セラミックス電池が最高の出力特性を達成
• 高エネルギーと高出力で、次世代蓄電デバイスの最有力候補に。

概要

東京工業大学大学院総合理工学研究科の菅野了次教授、トヨタ自動車の加藤祐樹博士、高エネルギー加速器研究機構の米村雅雄特別准教授らの研究グループは、リチウムイオン二次電池の3倍以上の出力特性をもつ全固体型セラミックス電池^[用語1]の開発に成功した。従来のリチウムイオン伝導体の2倍という過去最高のリチウムイオン伝導率をもつ超イオン伝導体^[用語2]を発見し、蓄電池の電解質に応用して実現した。

開発した全固体電池は数分でフル充電できるなど高い入出力電流を達成し、蓄電池（大容量に特徴）とキャパシター（高出力に特徴）の利点を併せ持つ優れた蓄電デバイスであることを確認した。次世代自動車やスマートグリッドの成否の鍵を握るデバイスとして熾烈な開発競争が繰り広げられている蓄電デバイス^[用語3]のなかで、最も有力なデバイスといえる。

同研究グループは超イオン伝導体の結晶構造を、大強度陽子加速器施設J-PARC^[用語4]に茨城県が設置した粉末中性子回折装置「茨城県材料構造解析装置（iMATERIA:BL20）」で解明し、三次元骨格構造中の超イオン伝導経路^[用語5]を明らかにした。さらに電極反応機構を、電解液を用いるリチウムイオン二次電池と比較し、高出力特性が全固体デバイスの本質的な利点であることを解明した。

研究成果は3月21日（現地時間）発行の英国の科学誌「ネイチャーエナジー（Nature Energy）」電子版に掲載された。また、成果の一部は国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の助成事業にて得られたものである。

研究成果

東工大の菅野教授らの研究グループは超イオン伝導体「Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3」（リチウム・シリコン・リン・硫黄・塩素）と、広い電位窓^[用語6]を持ち、リチウム金属負極の電解質として利用できる超イオン伝導体「Li_9.6P₃S₁₂」を発見した。これらを用い、不燃性・高安全性の面で期待されていた全固体セラミックス電池を製作、現在のリチウムイオン電池よりもはるかに高速充電と高出力が本質的に可能であることを実証した。

発見したリチウムイオン伝導体は、室温（27 ℃）でLi_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3が25 mS cm^-1（1センチメートル当たり25ミリジーメンス）の極めて高いイオン伝導率を示した（図1、2）。またLi_9.6P₃S₁₂はリチウム金属負極に対しても安定に作動して、全固体電池の電解質材料として優れていることが分かった。

図1.

a　今回発見した超イオン伝導体（Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3とLi_9.6P₃S₁₂）のイオン伝導率の温度依存性を従来のリチウムイオン伝導体Li₁₀GeP₂S₁₂とその類似構造を持つ物質と比較して示す。発見したLi_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3のリチウムイオン伝導率は室温（27 ℃）で25 mS cm^-1を示し、従来のリチウムイオン伝導体Li₁₀GeP₂S₁₂（12 mS cm^-1）の2倍の伝導率を示す。
b, c　今回発見した超イオン伝導体Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3の結晶構造とイオン伝導経路。この構造は大強度陽子加速器施設J-PARCに設置された茨城県材料構造解析装置（iMATERIA）を用いて明らかにした。bは全体の構造、cは一次元のリチウムイオン伝導経路を示す。bではリチウムイオンの熱振動の様子を示す。リチウムイオンは上下方向に非常に大きく熱振動しており、リチウムが超イオン伝導に関与していることがわかる。また、c図はリチウムが三次元的に連なり、室温での三次元的なイオン拡散を示している。

図2.

超イオン伝導体の研究の歴史。それぞれの物質が発見された年代とイオン伝導率との関係を示す。第一世代の材料は、イオンが固体中を高速で動き回ることの現象を追求する過程で探索された。第二世代の材料は実用材料として応用することも加味して開発された物質群。本発見の超イオン伝導体は、LGPS（リチウム・ゲルマニウム・リン・硫黄）グループの中でもイオン伝導率の値が25 m Scm^-1と最も高く、既存のLi₁₀GeP₂S₁₂より2倍以上のイオン伝導率である。リチウムイオン電池に用いられている有機溶媒系より、はるかに高いイオン伝導率であることもわかる。

開発した全固体電池は、既存のリチウムイオン電池より室温で出力特性が3倍以上になるとともに、有機電解液を用いるリチウムイオン電池の課題である低温（-30℃）や高温（100℃）でも優れた充放電特性を示した（図3）。室温や高温での高電流放電において1000サイクルに及ぶ安定した特性を持ち、実用電池に匹敵する耐久性を兼ね備えていることを明らかにした。

図3.

開発した全固体セラミックス電池の特性。a　高容量型と高出力型の放電特性。1Cは1時間の放電率を表す。室温では60 C（1分での放電）、100 ℃では1500C（2.5秒）での放電が可能であることを示している。b　高出力型の全固体電池の充放電特性。c　高出力型の全固体電池の100 ℃での耐久性試験。500-1000サイクルに及ぶ充放電試験においても、劣化がほとんど無いことを示している。図中、○（黒）は充放電効率、△（青）は充電容量、□（赤）は放電容量を示す。

また、iMATERIAを利用した中性子構造解析で、Li_9.54Si_1.74P_1.44S_11.7Cl_0.3が三次元骨格構造を持つ物質であり（図1）、その骨格構造内にリチウムが鎖状に連続して存在していること、室温で三次元的な伝導経路を持っていることが、高いリチウム伝導性を実現していることを明らかにした。新しく発見した固体電解質は、これまでのLGPS系固体電解質とは異なり、室温においても三次元のイオン伝導経路が存在し、革新的な電池性能の発現に寄与していると考えている。開発した全固体電池の出力と容量の基準を示すラゴンプロット（二次電池のエネルギー密度と出力密度の関係を示したグラフ、図4）を用いると、全固体電池は急速充放電が可能なキャパシターより出力特性が優れていること、リチウムイオン電池はむろんのこと、現在、次世代電池として開発が進んでいるナトリウムイオン電池やリチウム空気電池、マグネシウム電池、アルミニウム電池などと比較しても、はるかに優れた出力とエネルギー特性を持つことが明らかになった。

図4.

各種蓄電デバイスのエネルギーと出力の関係を示すラゴンプロット。既存のリチウムイオン電池やスーパーキャパシターと、現在開発が進められている各種革新電池（ナトリウムイオン電池、アルミニウムイオン電池、マグネシウムイオン電池、リチウム空気電池）の特性に加え、本開発の全固体セラミックス電池の特性を併せて示す。既存のリチウムイオン電池やキャパシターが達成できていない高出力と高エネルギーを兼ね備えた領域（右上の領域）を、開発した全固体電池が可能にしている。出力特性とエネルギー密度とを兼ね備えた蓄電デバイスが初めて開発できた。特にリチウムイオン電池との比較では、出力特性がほぼ3倍以上である。また、現在開発が進んでいる各種革新電池（ナトリウムイオン電池やリチウム空気電池、マグネシウム電池、アルミニウム電池など）と比較しても、全固体電池がエネルギーと出力特性を兼ね備えた優れた電池系であることを示している。

背景

電気自動車やプラグインハイブリッド車、スマートグリッドが社会に浸透するための鍵を握るデバイスが、電気を蓄える電池である。その容量・コスト・安全性のいずれの面でも、現在のリチウムイオン電池を超える次世代電池の開発が喫緊の課題となっている。次世代の蓄電池開発の鍵を握るのが電解質だ。

現在のリチウムイオン電池は電解質として有機電解液が用いられているが、全固体電池は固体電解質を用いる。電解質の固体化により、従来の電解液系ではなしえないバイポーラ積層構造^[用語7]など、既存の電池パック設計の常識を覆すコンセプトが可能であり、電池のさらなる高容量化・高出力化が期待される。加えて、電池をすべてセラミックスで構成することにより、電池の安定性がさらに高まり、全固体電池は次世代の蓄電デバイスとして位置づけられている。

しかし、固体電解質の特性が実現を阻んでいた。これまでに同研究グループは、有機電解質に匹敵するイオン伝導率を持つ材料Li₁₀GeP₂S₁₂（LGPS＝リチウム・ゲルマニウム・リン・硫黄）：12 ｍScm^-1程度のイオン伝導率）の開発を行なってきたが、これまでに構築した全固体電池の特性は既存の電池の特性を凌駕するものではなかった。

研究の経緯

同研究グループはこれまでの全固体電池の特性が既存のリチウムイオン電池に比べて劣る状況を解決するには、優れた特性を持つ材料を探し、電解質と電極材料の組み合わせを工夫することにより高出力と高容量を達成できると考え、超イオン伝導体として高いイオン伝導率の期待できる硫化物系で新物質探索を行った。その結果、イオン伝導率が高く、リチウム金属との接触によっても分解しない安定な超イオン伝導体を発見した。

その構造をiMATERIAによる中性子回折測定によって決定し、イオン伝導機構を解明した。開発した全固体電池は-30℃の低温から100℃の高温まで、一般的なリチウムイオン電池の限界値の3倍以上の出力が可能であることが明らかになった。さらに、出力を維持したまま従来のリチウムイオン電池の2倍以上のエネルギーを取り出すことができるなど、優れた特性を示すことと同時に、1000サイクルの充放電可逆性も達成し、実用電池に匹敵する耐久性を兼ね備えていることを明らかにした。

今後の展開

同研究グループが開発した全固体電池は、既存のリチウムイオン電池の特性をはるかに超えた出力が可能であるのはむろんのこと、キャパシターよりも優れている（図4）。全固体化した蓄電デバイスが、これまでに例のない優れたデバイス特性を示したことが最大の成果である。

パッケージングの自由度や安定性・信頼性の向上によって電池の大容量化が可能になることが、全固体セラミックス電池の利点であると考えてられていたが、今回の発明により、蓄電デバイスを全固体化することによって、電解液を用いる電池では達成できなかった高速充放電が可能であることが明らかになった。

同研究グループは既存の蓄電池やキャパシターでは実現できなかった特性が、全固体セラミックス電池で実現できることを初めて証明した。数ある革新電池の候補の中で、このような優れた特性を示す次世代型の電池は皆無であり、今後、次世代電池の全固体^[用語8]への歩みを加速する道筋を開いたといえる。

論文情報

掲載誌 :	Nature Energy
論文タイトル :	High power all-solid-state batteries using sulphide superionic conductors
著者 :	Yuki Kato1,2,3, Satoshi Hori2, Toshiya Saito1, Kota Suzuki2, Masaaki Hirayama2, Akio Mitsui4, Masao Yonemura5, Hideki Iba1 and Ryoji Kanno2
所属 :	1Battery Research Division, Higashifuji Technical Center, Toyota Motor Corporation, 2Department of Electronic Chemistry, Interdisciplinary Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology 3Battery AT, Advanced Technology 1, TOYOTA MOTOR EUROPE NV/SA 4Material analysis Department, Material engineering Division, Toyota Motor Corporation 5Institute of Materials Structure Science, High Energy Accelerator Research Organization
DOI :	10.1038/NENERGY.2016.30