| 研究課題/領域番号 |
19K04350
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
舩木 修平 島根大学, 学術研究院理工学系, 助教 (00602880)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 希土類系銅酸化物超伝導体(REBCO)の低温成膜 / 希土類系銅酸化物超伝導体(REBCO)の高品質化 / 希土類系銅酸化物超伝導体(REBCO)の液相成長 / 希土類系銅酸化物超伝導体(REBCO)の相変態 / REBCOの低温成膜 / REBCOの高品質化 / REBCOの液相成長 / REBCO線材の超伝導接合 / REBCOの塗布成長 / 超伝導 / 液相成長 / 相変態 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，高性能なRE系超伝導材料を低コストかつ簡便な手法で作製し，さらに，実際の超伝導線材に求められる磁場中での超伝導特性を飛躍的に向上させる手法を確立することを目的とする．そのために，近年我々が開発した水酸化カリウムを溶剤に用いた低温液相成長法により，大気圧下において，全行程を通常の気相成長法の半分程度の温度でRE系超伝導膜の形成を試み，さらに熱分解処理による組成制御により，磁場のピンニングセンターを微細に分散させることを試みる．
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| 研究成果の概要 |
安価な液体窒素(77 K)で超伝導を示す希土類(RE)系銅酸化物高温超伝導膜の作製温度の低温化，および磁束ピンニングセンターの導入を試みた．水酸化カリウムを溶剤に用いることで，REとBaの組成比が変化しにくいREBa3Cu4O8を低温で成膜し，その後の相変態熱処理を通して高品質なREBa2Cu3Oyを得ることに成功した．さらに，超伝導線材応用に向け，様々な基材上での合成に成功しただけでなく，RE系超伝導線材同士を超伝導接合する技術も確立した．また，分オーダーの短時間の成膜技術にもアプローチした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導体は電気抵抗0で電流を流せることから，送電・配電による電力ロスを軽減できる省エネ技術であり，脱炭素社会に向けたキーテクノロジーである．しかしながら，その作製コストや運転コスト（冷媒，電力）が社会実装に向けた課題であった．本研究では，これまで製造に800℃以上の温度，かつ高真空環境が必要であった希土類系銅酸化物高温超伝導膜を600℃程度の低温化，かつ大気圧中で作製する技術を明らかにするとともに，永久電流モードで運転可能な超伝導線材同士の超伝導接合を実現した．これは超伝導技術が社会実装されるために必要なゲームチェンジングテクノロジーであり，今後の脱炭素社会に向けた大きな一歩である．
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