“GREEN GOALS LETTER”とは？
東北大学グリーンゴールズパートナーの活動内容や、グリーン未来社会の実現に向けて行われている東北大学の研究やさまざまな取り組みについて、最新情報をお届けします。
東北大学 GREEN TOPICS
１．東北大学 グリーン未来創造機構シンポジウム vol.2が開催されました
GX*1の加速、そして産業競争力・企業成長を目指す企業向けシンポジウムとして、6月21日(水)にグリーン未来創造機構シンポジウム vol.2が開催されました。
2021年7月に東北大学グリーンゴールズ宣言（GGI）*2を行った東北大学は 、2023 年1月1日には国立大学最大級のサイエンスパーク整備に向けたグリーン分野における大学と企業群との新たなリサーチコンプレックス形成の核として、グリーン未来創造機構にグリーンクロステック研究センターを設置しました。
青葉山新キャンパス内に設置される次世代 放射光施設(ナノテラス)を含む世界最高水準の研究施設・設備等を活用し、経済界・企業・行政との連携をもって、日本のGX加速、そして日本経済の産業競争力・経済成長へ貢献することを目指しています。
本シンポジウムでは、日本の課題でもある研究と社会実装の間にあるギャップ、イノベーションギャップの橋渡し組織である、グリーンクロステック研究センターを紹介しました。また、ポスター発表では、東北大学グリーンゴールズパートナーの紹介もいたしました。
*１ Green Transformation（グリーントランスフォーメーション）の略称で、温室効果ガスを発生させる化石燃料から太陽光発電、風力発電などのクリーンエネルギー中心へと転換し、経済社会システム全体を変革しようとする取り組みを指します。
*２ 東北大学グリーンゴールズ宣言(GGI): 東北大学は、2021年7月に地球環 境と人類の持続可能な未来のために、グリーン未来社会の実現に貢献する人材の育成、研究開発、社会共創を進めるとともに大学キャンパスのカーボンニュートラルを進めることを、東北大学グリーンゴールズとして宣言しました。
シンポジウムの詳細はこちらから（東北大学WEBサイト該当記事へ）
２．次世代放射光施設ナノテラス（NanoTerasu）等が文科省「令和5年版 科学技術・イノベーション白書」に掲載されました
本白書は、科学技術・イノベーション基本法に基づき、政府が科学技術・イノベーション創出の振興に関して講じた施策を2部構成で報告するものです。
特集部分である第１部は「地域から始まる科学技術・イノベーション」について取り上げ、地域に根ざす大学、高等専門学校、地方公共団体、企業がその各々の強みを活かしつつ地域からイノベーションを創出し、地域社会への還元や雇用創出など地域の魅力を拡大させている事例等を紹介しています。
第1部の第3章は「地域の特性や大学の強みを活かした様々な科学技術・イノベーション」と題し、地域の特性や大学の強みも活かして革新的な技術開発に成功している、大学、地方公共団体、産業界等の連携による事例を紹介しています。
概要においては「⑤東北大学におけるリサーチコンプレックスの形成（宮城県）」として、「令和６年度に次世代放射光施設ナノテラス（NanoTerasu）が稼働予定である他、産学官金が結集して大学と共に社会価値創造を行うサイエンスパーク構想を推進。これらの取組を通じて、産学の研究力向上と国際競争力の強化に資する場としてのリサーチコンプレックスの形成が見込まれている」と紹介されています。
詳細はこちらから（東北大学WEBサイト該当記事へ）
３．4Vで動作する有機リチウムイオン電池を実証～金属資源を一切使用しない高エネルギー密度蓄電池へ～
現在、リチウムイオン電池にはコバルトをはじめとするレアメタルが使用されています。しかしコバルト資源は、2030年頃には逼迫すると予想されています。また産業競争力強化の観点からは、電池製品の低コスト・高安全・高エネルギー・高出力などの高性能化が求められています。
カリフォルニア大学ロサンゼルス校博士課程 勝山湧斗さん、東北大学多元物質科学研究所 小林弘明助教、本間格教授らは、この課題解決のために、レアメタルを一切用いない有機レドックス分子のリチウムイオン電池正極材料応用を検討しました。有機物は炭素、酸素、窒素、水素など豊富な軽元素のみで構成され、高電位でのレドックス反応が利用できればレアメタルフリーで低価格かつ軽い高容量蓄電池が実現できるため次世代正極材料として注目されています。今回、低分子の有機化合物である「クロコン酸」が4 Vを超える高電圧領域で利用できることを見出し、有機リチウムイオン電池の高電圧作動を実証しました。現行の無機化合物電極材料よりも高い電圧での動作が可能であり、レアメタルフリーな高エネルギー密度蓄電池としての開発が期待されます。
本成果は主にJSPS科研費 基盤研究A(21H04696)により得られ、2022年3月10日にAdvanced Science誌にオンライン掲載されました。（2023年3月11日：多元物質科学研究所 教授 本間 格・多元物質科学研究所 助教 小林弘明）
詳細はこちらから（東北大学WEBサイト該当記事へ）
第2回 グリーン・シーズ研究会 レポート
GGP 第2回グリーン・シーズ研究会は、東北大学材料科学高等研究所、工藤 朗 助教による「光造形3Dプリンティングを用いたカーボンマイクロ構造の作製と応用」です。
東北大学卒業後、アメリカからヨーロッパへと研究の場を移し、東北大に戻ってからどのような研究をしてきたか、というお話しから講義は始まりました。
MIT時代は基礎寄りの研究をされていた先生が、カリフォルニア工科大学では、特許が切れて普及し始めていた「光造形3Dプリンターを用いたカーボンマイクロ構造の開発」を提案しフェローシップを受けられました。先生の現在の研究はここから始まっているようです。（以下講義から引用）
光造形方式：SLA（ステレオレソグラフィー）について
光造形方式(SLA)は、DLW：direct laser writingという紫外線レーザーで描く方法のみを指すことがありますが、今回は紫外線を照射して液体樹脂を硬化させる方法の総称をSLAとします。
SLA：ステレオレソグラフィーは主に3種類あります。
- ＤＬＷ：direct laser writing
紫外線のレーザーで描いていくもの - ＤＬＰ：digital light processing
クオリティが高くスピード早い。紫外線の形状をデジタルミラーデバイスで操作する。値段も高い。 - ＬＣＤ：liquid crystal display
液晶ディスプレイ方式で非常に安価である。光源に紫外線ＬEＤを使い、液晶マスクを通してパターン化したもの。ここ3-4年で爆発的に成長している非常におもしろい機材。
私は、造詣の解像度が10μmもいかない、ディスクトップサイズのSLAを使って研究しています。これは造詣の解像度・スピード・サンプルサイズのバランスに非常に優れていて、研究機材として安価にすむというメリットがあるからです。
カーボンマイクロラティスについて
カーボンの3Dプリントの研究ですが、3Dプリンターで液体樹脂の層を紫外線で固め、微細な周期構造を持つマイクロラティスというものにした後、真空で熱処理を行います。
樹脂や有機物は、備長炭を作るような要領で、真空で蒸し焼きにすると、炭素の部分を保ったままの形で収縮して残ります。このようにしてできる熱分解カーボンによるマイクロ構造をカーボンマイクロラティスと呼んでいます。
このカーボンマイクロラティスは、単体で役に立ち、基盤不要な自立した状態であり、形状も複雑で自在なカーボン材料です。この3Dプリンティングを経由したカーボンマイクロラティスという新材料をこれから詳しく紹介したいと思います。
（続きはGGPのご参加による見逃し配信でご覧いただけます。）
講義のまとめ
- 光造形方式を経由して、カーボンの3Dプリンティングができる。
→単体・自立・形状自在 - 構造材料としても機能材料としても優秀。本領発揮はこれから。
- カーボンにすることを前提とした光造形方式の樹脂・道具・方法を開発したい。
- 近く新たな産業にして行きたい。
（引用以上）
第3回グリーン・シーズ研究会は7月13日（対面+WEB）開催
次回7月13日開催の第3回グリーン・シーズ研究会は、日本橋ライフサイエンスビルディングにて対面開催を行います。テーマは福島 康裕 教授による「カーボンニュートラルに向けた技術のシステム化」です。講義終了後は名刺交換会を予定しています。（※講義聴講のみのオンライン参加も可能）
物質変換を実現する化学の力は、複数の化学反応、生成した反応物の未反応原料と副生物からのスマートな分離、さらにエネルギーの授受を「目的に合わせて組み合わせる＝システム化」することで、はじめて役立てることができます。
本講義ではカーボンニュートラル社会の実現にむけて変化した設計の目的と、これによって変わる最適システム構成の変化に関して、植物資源の資源化、廃ガスや空気中の二酸化炭素の資源化を例に説明します。またグリーンウォッシュとならぬための、投資や研究開発に求められる説明についても議論したいと思います。