- TEL
- 029-859-2353
- Address
- 305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1 [アクセス]
学生受け入れ中
外部併任先
- 岩手大学・客員教授
- 東京科学大学・非常勤教員
- 日本超電導応用開発株式会社・技術顧問
- 株式会社大阪合金工業所・技術顧問
研究内容
- Keywords
超伝導線材、超極細化、Nb3Al、Nb3Sn、MgB2、Bi2212、組織制御、粉末冶金、複合加工、塑性加工、線材化技術、銅安定化技術、高磁場マグネット
新超伝導体の線材化技術開発、超伝導線材の組織制御とその高性能化、超伝導線材製造プロセスの低コスト化・簡素化、新ブロンズ合金開発、超高純度アルミニウム線の開発
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
公開特許出願
- 重合性組成物及び樹脂含浸超電導コイル (2026)
- 重合性組成物及び樹脂含浸超電導コイル (2025)
- ニオブアルミ前駆体線、ニオブアルミ前駆体撚線、ニオブアルミ超伝導線、及びニオブアルミ超伝導撚線 (2024)
所属学会
低温工学・超電導学会, 日本金属学会, 応用物理学会, 日本銅学会
受賞履歴
- 低温工学・超電導学会 論文賞 (2025)
- 低温工学・超電導学会 論文賞 (2022)
- 低温工学・超電導学会 優良発表賞 (2016)
- 低温工学・超電導学会 論文賞 (2016)
- 未踏科学技術協会 第14回超伝導科学技術賞 (2010), 低温工学・超電導学会 優良発表賞 (2008), 低温工学・超電導学会 奨励賞 (2004) (2010)
- 低温工学・超電導学会 優良発表賞 (2008)
- 低温工学・超電導学会 業績賞 (2007)
- 低温工学・超電導学会 奨励賞 (2004)
外部資金獲得履歴
- NEDOエネルギー・環境新技術先導研究プログラム（超極細MgB2超電導素線の研究開発） (2022)
- 公益財団法人 池谷科学技術振興財団（世界最細の高磁場用化合物超伝導線） (2021)
- 科研費基盤C（高速気流噴射急冷法によるニオブアルミ超伝導線の創製） (2019)
- 科研費基盤C（Ti基化合物分散型ブロンズを適用した高性能Nb3Sn超伝導線材の開発） (2011)
- 科研費若手B（新製法Nb3Sn超伝導線材の塑性加工技術の確立と特性改善機構の解明） (2009)
- 新井科学技術振興財団（高臨界電流密度Nb基超伝導線材の開発） (2004)
- NEDO産業技術研究助成事業費（マイクロ複合粉末を原料としたMgB2等先進化合物系超電導線材の開発） (2002)
- 科学技術振興調整費 流動促進研究（超伝導マグネットコイル電流密度向上のための要素技術開発） (1998)
エネルギー・環境材料研究センター
新しい超極細超伝導ワイヤーの開発
超極細ワイヤー，超伝導ワイヤー，銅及び銅合金ワイヤー，アルミ及びアルミ合金ワイヤー，モーター，送電ケーブル，液体水素，冷凍機
概要
脱炭素化を背景に様々な機器で省エネ化が求められています。自動車ではハイブリッドからオール電化に移行しつつあり、航空機も電動化が本格的に検討されています。そのためには、高効率なモーターやエネルギー損失の少ないワイヤーが必要で、今、電気抵抗がゼロの超伝導体や軽くて良導体の高純度アルミニウムが再び注目を集めています。我が国における超伝導ワイヤーの本格的な研究開発はNIMS（前身の金属材料技術研究所）から始まり、線材開発に関する様々な知見、ノウハウや加工技術を蓄積しています。それらをフル活用して従来にない新しい超伝導等の高機能ワイヤーを創出します。
新規性・独創性
● 髪の毛よりも細い超極細超伝導ワイヤー（MgB2, Nb3Sn, Nb3Al等）
● フレキシブルな金属間化合物ケーブル
● 液体水素冷熱（20K）を利用（冷却ペナルティの軽減）
内容
金属間化合物であるMgB2は鉛筆の芯のように硬くてもろいもの。極限的に細くすることで、曲げても折れないしなやかさを実現しました。モーターや発電機などに使われるコイルは大きさも様々で形状も複雑です。銅線のようなフレキシブルなハンドリングが重要になります。さらに交流応用では、周波数に応じた磁場変動が伴います。変動磁場中に超伝導線を置いたとき、超伝導ワイヤー内部の磁束線の侵入の仕方に由来した「交流損失」が発生し、モーター効率の低下や冷凍負荷の増大などが大きな問題となります。超伝導ワイヤーの超極細化は「しなやかさ」をもたらすだけでなく、「交流損失」の低減にも大きく役立ちます。
まとめ
MgB2は液体水素温度（20K）での応用が可能という特徴の他に、軽元素で構成されるために非常に軽いということも大きな魅力です。来たる脱炭素社会に向けて、液体水素を搭載した電動航空機の検討がJAXAで進められています。今回の超極細MgB2超伝導ワイヤーは、それら電動航空機用の軽量・高効率超伝導モーターへの応用が有望でNIMSとJAXAの間で共同研究も始まっています。
