大阪大学大学院基礎工学研究科 化学工学領域／附属太陽エネルギー化学研究センターの大学院生 吉田 光希さん（博士後期課程３年）、白石 康浩准教授、平井 隆之教授らの研究グループは、可視光照射下で水と酸素（O₂）から過酸化水素（H₂O₂）を生成する直鎖高分子poly23DHNを開発しました。この高分子は一般的な有機溶媒に溶け、水には溶けないことから、シートなど実用的な形に成型・加工することが容易です。H₂O₂は漂白剤、消毒剤、酸化剤として広く用いられる重要な化学物質であり、燃料電池の燃料となる液体...

大阪大学産業科学研究所の坂本雅典教授、慶應義塾大学の酒井隼人講師、羽曾部卓教授、Samsung Displayの金賢得Vice President of Technology、Tampere University のRamsha Khan博士研究員（研究当時）、京都大学のZhang Jie博士研究員（研究当時）、鈴木克明助教、I-Ya Chang博士研究員（研究当時）、梶弘典教授らの研究グループは、分子と量子ドットの電子軌道が相互に混成することで、これまで起こすことが難しいと考えられてきた吸熱型の一重項励起子分裂（singlet exciton fission：SF）が高効率に進行することを明...

京都大学大学院農学研究科の市川小夏 修士課程学生（現・博士課程学生）、足立大宜 特定研究員、北隅優希 同准教授、白井理 同教授、宋和慶盛 同助教、大阪大学大学院生命機能研究科 日本電子YOKOGUSHI 協働研究所の宮田知子 特任准教授（常勤）、牧野文信 同招へい准教授、難波啓一 同特任教授（常勤）らの共同研究グループは、Gluconobacter oxydansという酢酸菌由来の膜結合...

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 フロンティア材料研究所の伊澤誠一郎准教授、北海道大学 総合イノベーション創発機構 化学反応創成研究拠点（WPI-ICReDD）の相澤直矢准教授らの研究チームは、発光機能と発電機能を併せ持つ有機太陽電池の開発に成功しました。光発電素子である太陽電池と、発光素子であるLEDや有機ELは、ともにダイオード素子である一方で、発電と発光の機能を1つの...

大阪大学産業科学研究所の佐野奎斗助教、坂本雅典教授、京都大学アイセムスのDaniel Packwood准教授からなる研究グループは、局在表面プラズモン共鳴（LSPR）を示す新しい半導体材料として硫化銅ガリウム（CuGaS₂）ナノ粒子を見出しました。さらに、CuGaS₂の結晶構造を制御することで、結晶構造の違いがLSPR特性に大きく影響することを明らかにしました。LSPR材料は、近年、太陽電池をはじめとする光エネルギー変換技術への応用が期待される注目の材料群ですが、CuGaS₂ナノ粒子がLSPRを示すことはこれまで知られていませんでした。本研究では...

関西学院大学の秋吉亮平助教、田中大輔教授、高村駿也さん（理工学研究科博士課程前期課程2年生）、小笠原一禎教授、大阪大学大学院工学研究科の佐伯昭紀教授、金沢大学の栗原拓也助教、近畿大学の大久保貴志教授、杉本邦久教授、Goo Zi Lang博士研究員（現 大阪大学大学院理学研究科）、高輝度光科学研究センター（JASRI）の森祐紀研究員（現 兵庫県立大学大学院）、河口彰吾主幹研究員、中村唯我研究員、伊奈稔哲研究員、片山真祥主幹研究員、山田大貴主幹研究員、下野聖矢研究員らの研究グループは、柔らかいアルキル基を半導体配位高分子に導入することで、融解可能な半導体材料の開発に成功しました。金属と有機架橋配位...

有機薄膜太陽電池は軽量で柔軟かつ加工が容易なため、さまざまな応用が期待されています。発電には光で生じた電荷（ホールと電子）を効率よく分離して取り出す必要があり、その役割を担うのがp型有機半導体・n型有機半導体と、両者が接するp/nヘテロ接合界面です。その界面と電荷移動パスを適切に制御することが重要なため、p型とn型の半導体成分を同一分子に組み込み、自発的な集積（自己組織化）によりp/nヘテロ接合を形成させる手法が注目されています。しかし、単一分子の自己組織化は複雑で、最適なナノスケールのp/nヘテロ接合を得ることが難しいという課題がありました。大阪公立大学大学院工学研究科の前田 壮志准...

大阪大学大学院工学研究科の大学院生のLi Shuangさん（博士後期課程）、石割文崇招へい准教授(現 東京都立大学 准教授)、佐伯昭紀教授らの研究グループは、キラル物質に特有の電子のスピンを選択的に通す「CISS効果（Chirality-Induced Spin Selectivity）」を活用することで、有機太陽電池の発電効率を高める新しい分子設計指針を提案しました。有機太陽電池は、軽量・柔軟で印刷プロセスにも適した次世代エネルギーデバイスとして注目されていますが、そのさらなる高効率化と新しい設計指針の確立が求められています。研究グループは、分子構造に面外方向の非対称性とキラリティー...

大阪大学産業科学研究所の近藤靖幸助教、山田裕貴教授らと、ダイキン工業株式会社の山崎穣輝博士らの研究グループは、リチウムイオン電池の負極に用いられる黒鉛の充放電反応を設計する上で、「電解液中のリチウムイオン化学ポテンシャル」（リチウムイオンの安定性）が重要な指標であることを世界で初めて明らかにしました。リチウムイオン電池の高性能化に向けた新たな電解液を用いた電池の開発においては、黒鉛負極の充放電反応を良好に起こすことが条件となっています。そのためには、リチウムイオンを溶媒から分離させ（脱溶媒和）、黒鉛へ挿入させる必要があります。しかし、それを可能にする電解液の定量的な設計指針はこれまで見...

大阪大学産業科学研究所の南谷英美教授、産業技術総合研究所マテリアルDX研究センターの中村壮伸主任研究員、岡山大学学術研究院異分野融合教育研究領域（AI・数理）の大林一平教授、東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教からなる研究グループは、アモルファスにおける力学応答の構造的要因を、数学のトポロジーを応用した手法によって明らかにしました。アモルファス構造を持つ材料は、結晶とは異なる電気伝導特性や機械特性を持っており、太陽電池やコーティング材料など幅広く応用されています。アモルファスにひずみを加えると、ひずみに沿った変位以外に、不均一な原子の変位が生じます。これは...

東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 フロンティア材料研究所の伊澤誠一郎准教授、大阪大学 大学院工学研究科 附属フューチャーイノベーションセンターの相澤直矢助教（テクノアリーナ准教授）らの研究チームは、乾電池（1.5 V）1本をつなぐだけで光る、世界最小電圧で発光する白色有機ELの開発に成功しました。白色有機ELはテレビのバックライトや照明などで利用される発光素子です。これまでの数多くの研究でEL発光の効率は向上してきたものの、白色発光を得るために要する電圧を低下させることができた例は少なく、最小でも2.5 V程度にとどまっていました。同研究グループの伊澤准教授らは、...

大阪大学産業科学研究所の片山 祐 准教授らの研究グループは、英国インペリアルカレッジロンドンの研究グループと共同で、窒素―アンモニア変換反応における固体電解質界面（SEI）の構造形成と性能向上の関係を世界で初めて明確化しました。化学肥料に欠かせない主成分であるアンモニアの合成方法としては「ハーバー・ボッシュ法」が世界中で採用されていますが、高温・高圧を要する合成過程でのCO₂排出量の多さなどが深...

大阪大学産業科学研究所の片山祐准教授らの研究グループは、韓国の浦項工科大学校（POSTECH）、韓国科学技術院（KAIST）の研究グループと共同で、白金（プラチナ）電極を用いた電気化学デバイスの主たる劣化要因である電気化学的溶解反応の速度が、電解液中の「アルカリ金属カチオン」により制御できることを世界で初めて解明しました（図1）。貴金属である白金（以下Pt）は、高い電気化学的触媒性能を有している...