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おおい たかお

大井 隆夫 特別契約教授

Takao Oi

同位体効果とその理工学への応用,同位体分離

研究キーワード

同位体効果,同位体分離,計算化学,リチウムイオン二次電池,クラウンエーテル,液体クロマトグラフィー

担当科目

基礎化学,理工学総論I,理工学総論II,同位体化学,無機化学特論(同位体・放射化学),物質生命理工学実験I

研究概要

同位体をキーワードに,それらの性質の違いに着目した様々な研究を行っています。代表的なものをいくつか紹介すると。。。  1) リチウムイオン二次電池の充放電を利用するリチウム同位体分離 リチウムの同位体であるLi-6は将来のエネルギー源である核融合において必要不可欠な核種であり,Li-7から分離する必要があります。この分離を達成するためにリチウムイオン二次電池内で起こっている酸化還元反応を利用すると,エネルギーコストのかがらない分離システムを構築できる可能性があり,その実現を目指し,実験的・理論的基礎研究を行っています。  2) 水の蒸気圧同位体効果の理論的解明 気液平衡にある水では,酸素も水素も液相に重い同位体が偏在しますが,そこに塩を加えると,水の安定性が変化するため同位体偏在の程度が変化します。この現象を計算化学的手法(分子軌道計算)を用いて定量的に解明すべく研究を行っています。  3) クラウンエーテル樹脂を用いたCa-48濃縮 ニュートリノの質量を知ることは現在素粒子物理の最大課題の一つである。そのためには二重ベータ崩壊の研究が不可欠ですが,そこでCa-48が重要な核種となります。ca-48は天然のカルシウム中に0.18%しか存在しないため,その存在割合を増加させる必要があります。それを,クラウンエーテル樹脂を用いた液体クロマトグラフィーにより達成すべく研究を進めています。  4) その他 ホウ素同位体効果の圧力依存性,錯形成に伴う遷移金属元素の同位体効果,高同位体選択性を示す無機イオン交換体の合成と応用 など