吉川 浩史 教授 (Professor Hirofumi YOSHIKAWA)

1975年、奈良県生まれ。2003年東京大学大学院修了。博士（理学）。名古屋大学大学院理学研究科助手・助教などを経て、2015年、本学科に着任。主な受賞歴に、第5回分子科学会奨励賞（2012年）など。現在の研究領域は、電気化学、固体化学、物性化学を中心とする複合領域。有機化合物、無機化合物、ナノ材料などを問わず、新しい蓄電材料の設計と作製、放射光を用いた蓄電機能の解明などに興味がある。
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電気化学

近年、環境問題やエネルギー問題などから、高性能なエネルギーデバイスの開発が必要不可欠となっています。とりわけ蓄電デバイスは、様々な用途から現代社会の根幹をなすものですが、今なお、各種用途ごとに最適な高性能蓄電材料の開発が求められています。私のグループでは、大容量や急速充電をキーワードに、有機小分子や高分子から無機物質、有機無機複合材料、炭素材料にいたるまで様々な物質群を対象とした新しい蓄電材料の開発研究を進めます。

担当科目一覧

1. 先進エネルギーナノ工学入門（学部1年前期）
2. ナノケミストリーＩ（学部1年後期）
3. エネルギー材料熱力学（学部2年後期）
4. エネルギー材料熱力学演習（学部2年後期）
5. 先進エネルギーナノ工学詳論（学部4年前期分担）

KEYWORD

二次電池、キャパシタ、金属錯体、ナノカーボン、XAFS

研究テーマ

研究の背景

2011年の大震災以降、特に夏場は電力問題がお茶の間の話題に頻繁に上るようになりました。また、原子力発電への危険性や嫌悪感から再生可能エネルギーへのシフトが重要視されています。これらの問題を解決するうえで、大容量電力貯蔵は必要不可欠です。しかしながら、これを可能にする技術や材料は確立されているとは言い難い状況です。一方で、回りを見渡してみますと、携帯電話から電気自動車まで二次電池やキャパシタといった小型の蓄電デバイスは我々の生活になくてはならないものとなっています。このように蓄電エネルギーデバイスの重要性は明らかですが、今なお、各種用途ごとに最適な高性能蓄電材料の開発は喫緊の課題です。例えば、遷移金属酸化物を正極とするリチウムイオン電池は今現在非常に様々なところで利用されていますが、材料および原理の両面から、これを真の意味で越えるような電池の実現が望まれています。そこで、有機分子や高分子から無機物質、有機無機複合材料、炭素材料にいたるまで様々な物質群を対象に、新しい蓄電材料の開発研究が重要となります。

研究テーマと成果

近年、環境問題やエネルギー問題などから、高性能なエネルギーデバイスの開発が必要不可欠となっています。私たちの研究室では、大容量や急速充電をキーワードに、有機小分子や高分子から無機物質、有機無機複合材料、炭素材料にいたるまで様々な物質群を対象とした新しい蓄電材料の開発研究を進めています。主に、(1)様々な分子性物質を正極活物質とする新しい二次電池の開発、(2)ナノカーボンとのナノ複合化による蓄電特性の改善、(3)放射光を利用した電池反応機構の解明、のテーマに取り組み、例えば、従来のリチウムイオン電池を上回る容量を有する正極活物質「多核金属錯体（分子クラスター）」を見出し、それが放電過程で数十電子もの還元を示すためであることを明らかにしました。これらの知見を基に、現在、さらに様々な物質へのアプローチを試みています。

教育目標

研究活動を通して、自発的、能動的に行動できる姿勢と論理的な思考を有する人材の育成を目指します。また、国内外のグループとの共同研究や学会発表などを経験することで、コミュニケーション能力を身に着けてもらいます。

共同研究先一覧

名古屋大学、分子科学研究所、九州大学、近畿大学、Newcastle Univ., Zhejiang Normal Univ.など

研究室の風景