研究室公開

OPEN LABORATORY

21世紀のエネルギーと知的システム制御
電気工学コース

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超電導技術がもたらす未来への可能性

流す! 浮く! 超電導現象を見てみよう!!

津田研究室

EXHIBIT

オープンキャンパスでの展示

超電導線・バルク体を用いた超電導の電気・磁気特性および超電導ジェットコースター

将来の持続可能な社会の実現には、画期的な電気エネルギーシステムとして無限の可能性を秘めた超電導技術の活用が必要です。研究室展示では、超電導体特有の「電気抵抗ゼロ」や「ピン止め効果」を超電導ジェットコースターや超電導免震装置で超電導体を浮かせ動かして紹介し、さらに「電力水素複合エネルギー貯蔵システム」で再生可能エネルギーが普及した社会を展望します。是非一度、超電導の無限の可能性を体験してみませんか?

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超電導ジェットコースター

みなさんは超電導に対してどのような印象を持っていますか? 「そんなのもちろん,”超電導 = 浮く”でしょ!!」と思ったあなた,,,その浮く原理はご存じですか? 実は,超電導体が磁石の上で浮く原理は,まだまだ謎が多く,詳しく説明できる人はほとんどいません。
そこで本研究室では,謎の多い超電導体に対して親しみを持ってもらうため,超電導バルク体を使った「超電導ジェットコースター」の製作を行っています。本 ジェットコースターは,レールに永久磁石(ネオジウム磁石)を使用し,超電導体の奇妙な特性を利用することで,超電導バルク体をレールと接触させることな く,浮上走行させることが可能です。また,ジェットコースター製作の歴史は長く(約10年),みなさんにより親しんでもらうため,超電導バルク体が浮上走行するレールを「吊り下げ型レール」や「ツリー型レール」に改良するなど,年々少しずつ進化させています。

磁気浮上型超電導免震装置

2011年の東日本大震災はここ宮城の地にも大きな爪痕を残していきました。地震が頻発する日本において,建物を守るための対策はますます重要になっています。そんな中,近年では振動を伝えない免震システムを導入した建物に注目が集まっています。しかしながら現在の免震システムは,建物と地面が接触しているため,振動を完全に排除することは難しく,ゆっくりとした揺れがどうしても建物に伝わってしまう状況です。そこで私達が注目しているのが超電導バルク体と永久磁石を用いた“磁気浮上型超電導免震システム”です。超電導の“ピン止め効果”と呼ばれる磁気現象を利用して,なんと建物を浮かしてしまいます。これにより建物と地面の間に空間ができ,横揺れを完全に遮断することが可能になりました。縦揺れへの対策などまだまだ実用化には時間がかかりますが,将来日本中の建物が超電導免震システムを利用してふわふわと浮いている,そんな未来が待っているかもしれません。

三相同一軸型超電導ケーブル

近年,地球温暖化や化石燃料の枯渇化といった問題が表面化しています。私たちの暮らしを支える電力の多くは化石燃料を原料とし,発電時に二酸化炭素を排出しています。そのため,私たちは可能な限り電力を無駄なく使用しなければなりません。
しかし,発電された電力全てが私たちの元に届くわけではありません。送配電線の電気抵抗などのために約5%が熱となって失われています。そこで私たちは送電損失を低減するために,”三相同一軸型超電導ケーブル”の研究をしています。超電導体は冷却していくと電気抵抗がゼロになります。そのため,超電導ケーブルは電気抵抗による発熱がなく非常に低損失であり,約5%の電力損失を約2%まで減少できると考えられています。それに加え本研究室では,超電導ケーブルの中でも現在主流の三心一括型よりも低損失化が見込まれる三相同一軸型の構造をしたケーブルの研究をしています。
ぜひ超電導の世界を体験しに,津田研究室までお越し下さい。