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訪問東京海洋大學研究員“從海洋開拓未來”

問:您目前的研究主題是什麼?

我們正在開發利用海洋能的發電機、電動機等設備,並對這些設備中使用的超導材料進行應用研究和開發相關技術。
研究主題
Q:是什麼動機讓您開始您的研究?

我在學生時代研究的是凝聚態物理,但在取得博士學位並擔任博士後研究員之後,我開始認為這不只是學術上有趣,我需要考慮如何為社會做出貢獻並看到具體的應用,否則它會變得無趣。我從事與材料相關的研究,從中獲得的知識表明,如果我們能夠充分利用材料的特性,我們就可以顛覆傳統的社會觀念。具體來說,現代社會廣泛使用的發電機和電動機,其技術已經成熟,原則上很難再提高性能,但透過將其內部使用的磁性材料改為超導材料,可以大幅提高設備的性能。電動機和發電機是社會必備的設備,因此提高其性能對社會有重大影響。我透過研究了解了這一點,這讓我明確了目標,透過我的研究成果為社會做出貢獻,這也讓我走到了今天的職位。
Q:您的研究有哪些有趣、有益且重要的之處?

我想對於所有的研究人員來說都是如此,但是我卻覺得「在世界上首次取得了一些成就」具有重大的意義。我們的研究小組是日本大學中第一個推動使用超導材料的電動馬達和發電機技術開發的小組。我開發的將高溫超導材料轉化為強磁體的裝置採用了其他研究小組尚未實現的獨特技術。採用傳統技術,要讓超導材料發出強磁場需要花費時間和精力,而且還需要昂貴的超導磁體,但藉助於此,可以實現比永磁體或普通導電電磁鐵強數倍的磁場。利用我從研究成果中開發出的一種新技術,可以在短短兩秒鐘內磁化一種材料,而無需使用昂貴的超導磁體,但卻能產生與使用此類磁體一樣強的磁場。到目前為止,還無法將比永久磁鐵或普通導電電磁鐵更強的磁場投入實際使用,因此還沒有使用這種強磁場的電動機或發電機等設備。
研究主題
問:您期望您的研究產生什麼樣的社會影響?
請告訴我短期(從現在起 1-2 年)和長期(從現在起最多 10 年)計劃。

短期內,離岸風電的應用潛力大。在日本,政府目前正在帶頭推動離岸風力發電的實際應用。利用超導技術減輕離岸風力發電機組頂部沉重的馬達和齒輪的重量,可以提高離岸風力發電機組的穩定性,避免因塔架頂部較重而導致的不穩定。這種效果在浮動離岸風力渦輪機中尤其有效。我們也相信,這項技術的優勢可以在需要更大功率的領域中體現,例如船舶推進系統。

同時,我們正在將潮汐發電作為一個超越離岸風力發電實際應用的長期願景來開發。潮汐發電的優點是發電量可預測。太陽能和風能的發電量受天氣和氣候影響而變化,很難準確預測。然而,由於潮汐是由太陽、地球和月球之間的引力產生的,因此可以根據它們的相對位置預測產生的電力。其特點是不受天氣和氣候的影響,即使遭遇颱風,發電也幾乎不受影響,與其他再生能源相比具有很大的優勢,未來有望得到實用化。
Q:您的研究可以為哪些永續發展目標做出貢獻?

「目標7:可負擔的清潔能源」和「目標14:保護、維持和保護海洋生物」。從利用海洋資源的角度來看,開發高效率利用海洋能的技術具有重要意義。透過這些努力,我們希望為實現永續發展的社會做出貢獻。
Q:在東京海洋大學進行研究的意義

超導技術的優勢在涉及大量能量的情況下更加明顯,與海洋領域具有強大的兼容性。海水的密度是空氣的840倍,這使得海洋能夠產生巨大的能量。我們相信,利用這一點來產生潮汐能對於東京海洋大學來說是一個理想且可行的課題。
Q:您進行研究時的優先事項和政策是什麼?

當我進行研究時,我牢記的最重要的事情就是永不放棄,即使跌倒。研究常常不會照計劃進行。我們的研究是利用公共和私人資金進行的,特別是使用設備的研究非常昂貴。此外實際工作需要投入大量的時間和精力。為了不讓這些經驗白白浪費,即使失敗了,我也會思考自己能從中得到什麼,然後再繼續下一步。同樣重要的是要充分認識到研究不是一項嗜好。我們的責任最終是為社會做出貢獻。我認為,重要的是要意識到你正在進行的研究是為了人類的利益,並且作為社會的一員,要認真對待自己的研究。
Tetsuya Ida 教授的 OA 論文在這裡

論文標題:GdBCO 的脈衝場磁化,磁通密度無快速下降
作者和合著者:Tetsuya Ida、Hayato Imamichi、Mizuki Tsuchiya、Nagisa Kawasumi、Kazushi Yanagi 和 Mitsuru Izumi
出版日期:2024 年 5 月
DOI: 10.1109/TASC.2024.3369572

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