7Vol.
December 2021ータレ alsスーnュois
ニseEPy ProfP wer Energ
Poン成長戦略」が策定されています。本戦略において成長が期待される14分野として、エネルギーインフラを革新するマテリアル

2050年カーボンニュートラルの実現に向けてまれました。これはPEPが標榜してきた領域と一致しており、本プ

持続可能な社会の実現に向け、世界が脱炭素化（カーボンログラムが時宜を得た取り組みであると再認識した次第です。

ニュートラル）に舵を切っています。日本でも、前政権においてこのような情勢のなか、2021年11月1日、早稲田大学は、研究2050年カーボンニュートラル宣言が出され、これに伴う「グリー推進×人材育成×社会貢献の三位一体によるカーボンニューから電力マネジメントシステムまでを包含する産業領域が盛り込

トラ ル の 実 現 を 目 指 す た め、「Waseda Carbon Net Zero
Challenge 2030s」を宣言しました。本宣言においては、特に重要な5つの研究分野が設定されており、「カーボンニュートラルを推進する研究者」
として、早稲田大学のPEPプログラム担当者も多く含まれています。また、人材育成の項目において本プログラムが大きく取り扱われており、早稲田大学の挑戦において、PEPの活動が重要視されているものと認識しております。今後も本プログラムは、連携12大学および連携機関とともに、最先端の知見を活かしてPEP生を育成して参ります。
関連教員･研究紹介（全文はhttps://www.waseda.jp/netzero/reserch/参照）

早稲田大学

早稲田大学

早稲田大学

電気･情報生命工学科 教授

応用化学科 教授

政治経済学術院 教授

PEPプログラムコーディネーター

PEPプログラム担当者

PEPプログラム担当者

林 泰弘

関根 泰

有村 俊秀

（
「ゼロカーボンエネルギー（「人間社会の変革」分野）（「エネルギー高効率利用」分野）

供給」
分野）

電気が発/送電される状況を可視化した上化学反応の司令塔である触媒は、従来、高環境問題を市場経済に含める環境経済学ので、つくる、おくる、つかう動作を制御し、最適化

温・大型で機能するものでした。しかし、次世知見から、炭素税や二酸化炭素排出権取引制するエネルギーマネジメントシステムについ代の物質やエネルギーを生み出すためには、度の実効性を検証しています。各国の事例をて研究しています。各家庭や地域に散在する欲しいときに欲しいだけ、低い温度で化学反踏まえつつ、日本における制度設計や目標設不安定な再生可能エネルギーを、無駄なく利応を効率よくコントロールする技術が必要とな定、先行導入事例の分析などを行うことで、CO₂用し尽くすために、「情報を集めて考え、実行すります。
「鳴かぬなら鳴かせてみよう」の触媒反削減行動にインセンティブをもてるような制度る」手法を構築し、カーボンニュートラルに貢応法を開拓し、分散型エネルギーによる地産の定着を目指します。炭素価格が当たり前と献していきます。また、研究で得た知見をPEP地消型の化学プロセスを確立することで、カーなるような社会が実現すれば、脱炭素への大き生の育成に還元しています。

ボンニュートラルに貢献します。

な一歩となるのではないかと期待しています。

Power Energy Professionals ─ December 2021 Vol.7

連携大学紹介（5）横浜国立大学
大学院理工学府

再生可能エネルギーで製造する

光島 重徳 教授

グリーン水素研究で脱炭素社会を目指す

博士（工学･横浜国立大学）。専門は応用電気化学。修士修了からの10年間は日立製作所で燃料電池の研究に従事。趣味は中学生のころに始めたバスケットボールで、今も大会に出場する。大学時
代に所属したサイクリングサーク
ルの顧問も務めている。東日本大震災を機に坂の多い片道20kmのロードバイク通勤を始めた。昨年の走行距離は6,000kmを超える。

横浜国立大学･光島重徳教授を紹介します。
再生可能エネルギー普及の鍵を握る再エネ電力での水素の製造･貯蔵･運搬
脱炭素化を進めるためには、現在電力を使用していない分野で再生可能エネルギー由来の電力（再エネ電力）を利用することが重要です。余剰再エネ電力で水素を製造すれば、エネルギーの表面に副生水素による水素化触媒を少量塗布し、多孔質炭素の運搬・貯蔵が可能になり、各種燃料や燃料電池の燃料となりの中にトルエンを流しながら反応させる仕組みを考案しまします。ただし、石油や石炭と同程度の価格の水素を得るには、変た。この方法で、トルエンを効率的に触媒層に輸送し、副生水動する再エネ電力からも効率よく水素を製造する方法が必要不素ガスも水素化触媒で有効利用して内圧上昇を抑制しました。

可欠です。そこで私は、変動電源を用いて水素を製造する新た

また、アノードの網目構造の最適化などで反応効率が上がるこな電解の研究をしています。とを見いだしました。こうした開発により、現在、0.４(A/cm²)以上の高い電流密度 でトルエンの90％以上をMCHに変換すると水電解にはいくつかの方法があります。これらのうち、構成材料が廉価な「アルカリ電解法」について、起動停止時の電極の特いう高効率な反応を達成できています。

異劣化を模擬する方法を確立し、電極の開発に役立てています。

広い視野を持って社会実装を目指す技術者になってほしい
PEPはアカデミア人材ではなく、社会実装を目指す技術者を育再エネ発電量が低下した際、電解装置の停止は避けられず、そてるプログラムだと私は捉えています。そのためにはより広いのたびに特異劣化が発生してしまうからです。
また、固体高分子のプロトン交換膜を使う「固体高分子形水電視野をもつことが有益でしょう。たとえば、私が取り組む水電解解法」は、エネルギー効率が高いことが知られています。この電の研究には、燃料電池での研究成果を応用しています。PEPに解装置の性能を容易に再現性よく評価できるYNU（横浜国立大は多様な専攻の学生が集っていますので、異分野の学生との交学）セルを開発し、多くの企業に提供しています。

流機会が増えていくとよいなと思っています。学生から「オンラ水素をタンカーで運ぶためにインでもよいから交流会をしたい」という意見が出てきているのは頼もしいなと感じています。

一方、「トルエン直接電解水素化法」という方法も期待されています。これ は、水 電 解で水素を発生させずトルエンに付加してメチルシクロヘキサ

CH₃
カソード：

CH₃+ 6H + 6e- →+副反応：2 H+ + 2e- → H₂CH₃ン（MCH）に す る 方 法 で す。

副生水素による水素化反応：

MCHの体積は水素ガスの500

アノード：3H₂O → 6H+ + 3/2 O₂ + 6e-

CH₃+ 3 H₂ →分の1であるうえ、常温・常圧で液体なのでタンカーでの運カチオン交換膜搬が可能になります。私たち

カソード
カソード
多孔質炭素流路 触媒層は、反 応 の 効 率 を 高 め たり、CH₃有機合成に展開したりする研究 開 発を進 めており、この 研究に取り組んだ本学のPEP修了生はエネルギー事業会社

アノード（網目構造酸素発生用電極）e-

副生水素用 eCH₃
水素化触媒

H₂H+アノード
流路

eCH₃eH+e- CH₃H₂に就職しました。
トルエン直接電解水素化法
では、電極基材の多孔質炭素Ti製バイポーラープレート■ 3セル積層電解槽とトルエン直接電解水素化の仕組み
水電解で得た水素ガスをトルエンに付加するのではなく、水を分解して水素になる前にトルエンに付加するので効率がよい。
製造したMCHから水素を効率よく取り出す触媒も発見されており、実用化が期待されている。

カリキュラム紹介（5）

高度技術外部実習（初級／上級）電力クラス：産業技術総合研究所FREA
卓越必修科目「高度技術外部実習」のうち、電力系を専門とする学生が参加する「電力クラス」
で行われる、産業技術総合研究所 福島再生可能エネルギー研究所（FREA）での実習について紹介します。
産業技術総合研究所 福島再生可能エネルギー研究所（FREA）は、政府による「東日本大震災からの復興の基本方針」に基づき、2014年

本プログラムでは、FREAとの綿密な計画とカリキュラム構築のもと、下表の特別プログラムを学生に提供しています（一例）。

4月に産総研の新たな研究開発拠点として福島県郡山市に設立され2019年度は初級28名・上級23名、2020年度は初級15名・上級10名、た研究所です。多様な研究機関や企業・大学等との密接な連携に2021年度は初級7名・上級11名の電力系学生が参加しました。大学によって独創的な再生可能エネルギー技術を発信し、再生可能エネルはない再生可能エネルギーに関する様々な大規模実験設備の視察、ギーに関する世界のイノベーションハブを目指す、非常に先駆的な当該分野の第一線で活躍する研究者による講義・実習、および活発PEP連携先機関です。

な質疑応答・意見交換がなされ、非常に充実した科目となっています。

■ 初級

■ 上級

・世界最大級の系統連系型インバータ試験設備の見学

・Power hardware-in-the-loopによるインバータ実験実習

・国際スマートグリッド研究施設ネットワーク講義

・配電系統への再エネ分散電源導入シミュレーション実習

・電力分野の国際標準化（IEC61850、IEC67286）講義

初級

上級

早稲田大学大学院

北海道大学大学院 情報科学院

先進理工学研究科 先進理工学専攻

情報科学専攻 システム情報科学コース

志熊 亮佑（TD1年）

川島 伸明（TD3年）

産総研FREA様でのオンライン高度技術外部実習では、産総研の将来非同期電源の導入量拡大に伴って、顕在化するとされている研究員の方々からの研究紹介に加え、オンラインでの施設見学・質電力系統慣性低下の対策の一つであるGrid-Formingインバータに問会を開いていただきました。FREAでの再生可能エネルギーにまついて学ぶことができ勉強になりました。また、質疑応答では将来つわる様々な最先端の研究が知れたと同時に、FREAが福島にあるGrid-Followingインバータに搭載される疑似慣性力提供機能と電圧意味など、研究所としての役割・使命を学ぶことができ、研究と社会サポート機能の割り振りについて議論することができ、大変有意義な活動両方の側面の学びを得ることができたと感じています。

講義となりました。

■ 太陽光発電システム実証エリア、風力発電設備、地中熱利用システム実証試験場、水素ステーション等の見学（初級） ■ 特別講義の受講（上級）Power Energy Professionals ─ December 2021 Vol.7

5 期 生を募集し ます

受賞情報

2022年4月進入（現B4、M0対象）となる5期生を募集します。詳細はPEPプログラムWEBサイトのADMISSIONSページをご参照ください。
（https://www.waseda.jp/pep/admissions/）

女性

男性

留学生

PEP生の構成状況（2021年12月現在）

74名
日本人学生

マテリアル系

電気系

トピックス

PEP 紹介動画を制作しました「卒業」をテーマに、本プログラムの関連施設と活動を紹介するイメージ動画を制作しました。ぜひご覧ください。
（https://youtu.be/※学年は受賞当時のものです奈良 悠里（東京都立大学、TD1）
優秀ポスター発表賞、2021年6月
2021年度繊維学会年次大会、2021年6月9‒11日
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衛藤 易（九州大学、TD3）
産業応用部門 部門優秀論文発表賞、2021年9月
電気学会 半導体電力変換研究会、2020年7月9-10日
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長谷部 翔大（早稲田大学、TD2）
Chemical Science Presentation Prize（CS賞）、2021年9月
2021年光化学討論会、2021年9月14‒16日
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Zhengke TU（早稲田大学、TD1）
Student awards、2021年9月
INTERFINISH2020、2021年9月6-8日
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赤坂 莉空（北海道大学、TD3）
YOC優秀発表賞、2021年10月
令和3年電気学会 電力・エネルギー部門大会、2021年8月24-26日
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西田 啓人（福井大学、TD1）

丹野 祐次郎（早稲田大学、TD1）
李 一達（北海道大学、TD2）
菅原 大知（東北大学、TD3）
宮澤 歩夢（早稲田大学、TD4）

ZizmugZOTMs）

YOC奨励賞、2021年10月
令和3年電気学会 電力・エネルギー部門大会、2021年8月24-26日
──────────────────────────────長谷川 椋平（東京都立大学、TD3）
トピックス

E MI R A ビジコン 2022 エネルギー・インカレ
WEBメディア：EMIRAとPEPが、「 住まい 方×エ ネ ル ギ ー」

優秀ポスター賞、2021年11月
2021年度色材研究発表会、2021年9月16-17日
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仲泊 明徒（琉球大学、TD2）
Outstanding Presentation Award、2021年11月
International Conference on Materials and Systems for
Sustainability 2021 (ICMaSS2021)、2021年11月3-6日

をテーマに、ビジネスコンテス※学会はすべてオンライン開催

ト「EMIRAビジコン2022」を開
催しま す。最 終 審 査 は2月12日、書類審査を通過した5組の今後の予定

公開プレゼンテーションにより・2021年12月〜：冬入試を実施します（大学により出願期間等

行 わ れます。PEP生 は 書 面 審が異なります。詳細は各大学窓口にお問い合わせください）。

査員として参加します（応募は・2022年1月18日、3月2日：連携協議会を開催します。

できません）。

Power Energy Professionals Newsletter ─ December 2021 Vol.7
編集･発行

早稲田大学「パワー･エネルギー･プロフェッショナル（PEP）育成プログラム」事務局〒169-8555 東京都新宿区大久保3-4-1
TEL：03-5286-3238
E-mail:pep-info@list.waseda.jp URL:https://www.waseda.jp/pep/