システム創成部門

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システム創成部門

システム創成部門では、持続発展可能でかつ環境に調和した社会の構築に資する要素技術として、高度なエネルギー変換・輸送・利用技術,微生物による環境浄化・物質生産、様々な視点からエネルギー・環境の影響評価を行う手法の開発などを行います。
また、それらを効果的に活用するための無線ネットワーク技術や交通マネジメント技術に関する最先端の研究も推進しています。

各部・グループ紹介

変換システム部

高効率で先進的なエネルギー変換システムの構築を目指した研究に取り組んでいます。
微小な水力エネルギーを利用した発電・蓄電システムの開発、石炭燃焼技術の改善、廃棄物エネルギーの資源化、太陽光および風力による発電量の予測、感圧・感温塗料を用いた熱流体現象の計測などを進めています。
環境・エネルギー工学
a)伝熱管試料外観写真

a)伝熱管試料外観写真

b)灰付着炉にて30分曝露後の伝熱管試料外観写真

b)灰付着炉にて30分曝露後の
伝熱管試料外観写真

c)灰付着炉内での伝熱管試料表面への灰付着状況

c)灰付着炉内での伝熱管
試料表面への灰付着状況

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メンバー
成瀬 一郎
教授
成瀬 一郎
副所長
研究テーマ
地球・地域環境調和型高効率エネルギー変換技術の開発
植木 保昭
准教授
研究テーマ
高温プロセスの環境調和型持続的省エネルギー技術の開発
推進エネルギーシステム工学
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メンバー
笠原 次郎
教授
研究テーマ
高熱効率デトネーションエンジンに関する研究
松山 行一
特任教授
研究テーマ
デトネーションエンジンの宇宙推進システムへの応用
川﨑 央
助教
研究テーマ
デトネーション燃焼技術のエネルギー変換機器への応用

ネットワークシステム部

ネットワークシステム部では、社会の持続可能な発展を支える様々な電力・熱エネルギー源と多様なエネルギー需要家をつなぐエネルギーインフラの計画・制御技術の構築、その高度かつ高信頼化に不可欠な情報ネットワーク技術に関する最先端の研究を推進しています。
無線通信システム
自然と調和した持続可能な社会を実現するための必須技術である無線通信について、その基礎から応用までの幅広い分野の研究・開発を行っています。
特に、エネルギ・産業システム、交通システム、非常災害時など、多くの場面で必要となる「大規模システムにおける情報収集制御のための無線通信システム」を重視しています。
そこでは、通信部分だけではなくシステム全体を統合的に理解し最適化することを目指しています。
またシステムの実現のためには、電波だけでなく、光無線MIMO通信、イメージセンサ可視光通信、電力線通信といった多様な通信技術の研究とその成果の活用を行っています。

(A)無線制御隊列走行
(B)ドローン無線ネットワーク
(C)光無線MIMO通信

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メンバー
片山 正昭
研究テーマ
無線通信技術に関する研究とその成果の環境システムへの適用
岡田 啓
准教授
研究テーマ
スマートコミュニティ実現に向けた無線通信システム・無線ネットワーク
小林 健太郎
研究テーマ
環境計測と遠隔制御のための無線通信システムに関する研究
エネルギーシステム
全天画像を用いた配電エリアにおける太陽光発電の把握・予測システム

全天画像を用いた配電エリアにおける
太陽光発電の把握・予測システム

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メンバー
加藤 丈佳
教授
加藤 丈佳 Lab
部門長
研究テーマ
エネルギー資源・需要の多様性を考慮した電力システムの計画・制御手法の開発

招へい教員

武藤 浩隆
客員教授
武藤 浩隆
研究テーマ
電力システム/機器向け高電圧パワーデバイス実装技術に関する研究
交通システム
自動運転車両の普及を念頭に置きつつ、環境的に持続可能な交通システムの実現を目指し、環境負荷とエネルギー消費に対する制約を明示的に考慮した都市交通システムのあるべき将来像の提案、および、人々の交通行動に関するよりよい理解と、それに基づく個々の交通施策の構築とその定量的評価を行っている。
研究テーマとしては、電気自動車の利用効率性に関する研究、交通事故削減方策に関する研究、自動運転車による都市内道路交通の最適マネジメントに関する研究、中山間地域でのモビリティ確保に関する研究、などに取り組んでいる。

携帯電話位置情報に基づく
生活行動圏の推定

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メンバー
山本 俊行
研究テーマ
環境的に持続可能な都市交通システムのデザイン
三輪 富生
准教授
研究テーマ
交通行動における意思決定過程のモデル化および都市交通システムの評価
劉 莎莎
研究機関研究員
劉 莎莎

循環システム部

循環システム部では、環境調和型の物質変換・物質循環に関する様々な要素技術開発とともに、それらの技術を社会へ実装した場合の評価や評価法の開発を行っています。
また、そのために必要となる省資源に資する環境負荷低減技術、リサイクル技術や物質循環再生システムの開発研究も推進しています。
環境エネルギー生物システム
環境・エネルギー問題を解決するために様々な技術開発が進む中で、微生物による環境浄化および物質生産は省エネルギーで且つ原位置に設置可能な技術として期待されている。
我々は、土壌や底質中に含まれる固体腐植(ヒューミン)が、多様な嫌気性微生物に対し細胞外から電子を供給して活性化する「細胞外電子伝達能力」を有することを見いだした。
そこで、この細胞外電子伝達メカニズムを解明するとともに微生物電気化学システムの開発を進めている。
これは、自然界で働く生物エネルギーネットワークを解明するものであると同時に、太陽電池で供給できる小電力を用いた微生物の活性化による環境浄化や物質生合成の新技術の開発につながるものと期待される。

微生物の細胞外電子伝達システムを用いた省エネ型環境修復・省資源技術

透過性反応浄化壁(細胞外電子伝達物資+ 機能微生物)

微生物還元反応に電子供与体として働く個体腐植ヒューミン

循環システム部

電気微生物培養系
2槽式培養系を用いて、電気を用いて微生物による汚染物の分解促進あるいは汚染水からの電気の取出し(発電)を行っている。

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メンバー
片山 新太
研究テーマ
微生物を利用した省エネ型環境修復・資源化技術の同時実現
笠井 拓哉
研究テーマ
微生物を用いたエネルギー・資源循環メカニズムに関する研究

招へい教員

濱村 奈津子
客員准教授
濱村 奈津子 Lab
研究テーマ
有害重金属の生物変換と環境影響評価
吉田 奈央子
客員准教授
吉田 奈央子 Lab
研究テーマ
嫌気微生物代謝の電気化学的反応制御
自然共生型社会を目指した再生可能エネルギーと
環境エコロジー・システムの評価に関する研究
エネルギー・環境の影響評価を行い、持続可能な社会実現のための研究を行っています。
特に、土地利用や自然環境の空間評価に着目し、再生可能エネルギー(バイオマス、小水力、太陽光等)、生態系サービス、経済社会に関する課題の総合的な解決に取り組んでいます。
現地調査レベルの小さいスケールから国を超えたグローバルなスケールまでの影響評価を行うとともに、GIS(地理情報システム)等の空間分析、AI、ドローン、現地調査等を組み合わせた学際的なアプローチで研究に取り組んでいます。
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メンバー
林 希一郎
教授
林 希一郎 Lab
副部門長
研究テーマ
エネルギ―・環境システム分析と影響評価
川口 暢子
研究機関研究員
川口 暢子 Lab

招へい教員

大場 真
客員教授
研究テーマ
バイオマスエネルギーシステム分析と統合評価
エコ・エネルギー工学
循環システム部

超音波化学反応器

循環システム部

化学ルミネッセンスによる超音波化学反応場の可視化

循環システム部

水溶液中染料の超音波分解

超音波霧化による
圧縮空気冷却機能装置付属の
小型圧縮機(研究所共通機器)

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メンバー
小島 義弘
准教授
研究テーマ
材料・燃料調製、資源回収、廃水処理のためのソノ支援化学・物理プロセスに関する研究
エネルギー資源循環工学
エネルギー自給率の低い我が国で、人口減少に向かう今後、如何にしてエネルギー消費量を削減しつつ、国民の活発な活動を持続させるのかは、非常に重要かつ難しいテーマである。
人々が生活する上で欠かせない物質は、いずれも自然界から採取され、人間界で利用された後、最終的に自然界に戻る。
この物質サイクルのうち、利用後の自然界に戻す部分、すなわち、廃棄物の処理・処分を廃棄物管理と呼び、本研究ではエネルギー削減型の物質サイクルでの廃棄物管理を研究する。
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メンバー
澤田 佳代
准教授
研究テーマ
省エネルギー型物質サイクルにおける廃棄物管理の研究