能源材料工学研究室

About关于研究室

从点缺陷入手，深入研究能源材料。

能源材料工学研究室通过探索无机材料的创新功能，致力于提高能量的产生效率和使用效率。
关键在于材料内部形成的点缺陷的行为，以及借助点缺陷在固体表面发生的化学反应。
从试样制备到物性和反应测量，均在研究室内一体化完成，并结合第一性原理计算、机器学习和电化学测量等方法。
研究对象是以钙钛矿型氧化物为中心的材料群，包括质子传导性电解质、燃料电池电极和光催化剂等。

Research研究课题

该研究室研究实现可持续能源社会不可或缺的要素技术以及能源材料。目标是将把太阳能和热能储存到氢等化学物质中的技术，与利用这些化学物质高效发电的固体氧化物燃料电池相结合，构建能量循环。

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用AI加快材料探索↗

结合AI、机器学习和第一性原理计算，开发即使在实验数据稀少的情况下也能预测材料特性的方法。通过把以往未被使用的物理化学解释作为机器学习的特征量引入，仅一次试制就发现了新的质子传导性电解质。

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用热分解水制氢↗

将金属氧化物置于高温下，其一部分会被还原并释放氧，形成氧脱离后留下的空位。此时骤然降温并使其接触水蒸气，这些空位就会被水中的氧填满，从而生成氢。该研究室率先在世界上证实了使用钙钛矿型氧化物的这种热化学水分解，并基于点缺陷的热力学和动力学推进高效化。

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用光分解水的光催化剂↗

当能量大于带隙的光射入半导体光催化剂时，会产生电子和空穴。如果能将它们用于质子的还原和水的氧化，就能把水分解为氢和氧。光催化剂的性质在很大程度上取决于氧化物的带隙和点缺陷，因此该研究室从材料科学的角度定量研究二者的关系。

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在氧化物粉末上分散金属颗粒↗

将甲烷与水蒸气一起送入催化剂，可得到氢和一氧化碳。催化剂的反应由吸附、解离、扩散、电子转移等基元过程构成，其中最慢的过程决定整体的反应速度。该研究室试图把金属和氧化物的表面及体相性质与反应速度联系起来，提出高性能催化剂的设计指导原则。

Voices学长学姐的评价

根据所属学生的回答整理。评价基于学生个人经历，不代表研究室官方观点。

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