［第37回］ 中川　和明

宇都宮の男子校から入学した学生にとって、共学の慶応日吉キャンパスの生活は見るもの全てが珍しく、早慶戦／三田祭など学内イベントで発揮される諸先輩の行動力に感心したものでした。この時期はピアノクラブというサークルの活動が生活の中心になってしまい、幅広い知識は身につきましたが、気がつくと教室に行っても専門の授業内容は判らないという不名誉な状態になっていました。幸いなことに、応用化学科に進んだ３年次には、山口喬先生の名講義に引き付けられた化学熱力学とその延長線上の学問である電気化学の２科目に特に興味を持ち、研究室を尋ねて先生に質問をさせてもらうところまで復活しました。この２科目に興味を持ったことが、１２年後の研究経歴を大きく変えることになります。

４年次の研究室選択では、電池に興味を持っていたことから電気化学研究室に入りました。当時はリチウム電池がまだ実用になる前で、電極材料の選択が電池の出力と充放電の繰り返し特性に対してどのような影響を与えるかを研究していました。リチウム電池が携帯電話やパソコンの電源として当たり前のように利用されている現在の状況は、隔世の感があります。研究室の雰囲気は極めて家族的で、研究に没頭する男子学生に彼女を探させるためのクリスマスパーティーというイベントがあったのは驚きました。必ず同伴者を連れて来るという厳格なルール？に修士課程を修了するまで苦しみました。それに比べると修士２年春の就職活動は、指導教授と諸先輩のおかげで楽なものでした。知人から聞いていた現在の勤務先である東芝の社風と、研究所が大学から距離的に最も近いという単純な理由に魅かれてあっさりと決めてしまい、東芝１社しか訪問しませんでした。

東芝の採用面接では、エネルギー問題に関わる仕事をしたいと訴えて研究所への配属を獲得した訳ですが、最初に配属された部署は蛍光材料の研究チームでした。ここでは、主に当時普及し始めた三波長型蛍光ランプの改良に関する仕事を約４年間担当しました。蛍光材料は発光効率を高めるために基本的には自らの色調が純白であることが要求され、電気炉と坩堝を用いる固相反応の実験を繰り返しました。良く考えてみると学生時代に実験で扱っていた黒い粉が白い粉になり、電池特性の測定が分光測定に変わった程度の変化で、リチウム電池の研究と極めて共通性が高い研究でした。会社は人事配置を良く考えているなと変な感心をしていたことを思い出します。

その後、研究所の組織が変わることになったタイミングで、本来のエネルギーの仕事に近い燃料電池の研究チームへの異動を希望して、第二世代の燃料電池といわれる溶融炭酸塩形燃料電池の開発を担当しました。ここでは、電解液を保持するためのサブミクロンの多孔質体である電解質板が燃料電池の運転と共に劣化してしまうという問題に対して、有効な対策を探し出すことが求められました。最終的には、γ相リチウムアルミネートという物質を燃料電池の運転条件で熱力学的に安定なα相リチウムアルミネートに変えると大幅な改善が得られることを発見、この成果に対して研究チーム６名で電気化学会から表彰を頂きました。

一方、この陰には失敗した実験も多数あります。その中に、リチウムアルミネートにリチウムジルコネートを混ぜるという実験がありました。アルミナ系とジルコニア系のセラミックスの相性が悪いことが知られているため、これらを混ぜると電解質板の劣化が抑制できると考えたのです。しかし、結果は大失敗。リチウムジルコネートは６５０℃の燃料電池の中で二酸化炭素と反応して別な物質に変化してしまいました。この時、１２年前に興味を持って勉強した化学熱力学が活躍しました。即座に、燃料電池の中で二酸化炭素と反応しないリチウムアルミネートとリチウムジルコネートの違いは熱力学的な性質の違いであり、二酸化炭素との反応の上限温度がリチウムジルコネートの方が高いためこのような失敗に至ったと理解しました。

そして発想の転換です。高温の燃料電池の中で二酸化炭素と反応するならば、高い温度で二酸化炭素を吸収する吸収材が出来るのではないかと考えました。当時、温暖化対策として二酸化炭素を分離回収する技術の開発が国家プロジェクトとして進められており、特に３５０℃以上の高温ガスから二酸化炭素を除去するとエネルギー効率が良いと言われていました。早速、燃料電池の研究とは別に二酸化炭素の分離の研究を勝手に開始してしまいました。東芝には１０％程度の研究リソースを研究者が自由に使ってよいというアンダーザテーブル研究の伝統があり、これを最大限に活用させてもらった訳です。

社内の事業部門の支援を受けられるようになると、正式な研究チームとして認められるようになり、研究の軸足を燃料電池から二酸化炭素の分離の研究に移してゆきました。学生時代の電池材料の知識も活用して有望な吸収材の候補材料の探索を進め、公表当初から新聞などで多数報道される注目された研究となりました。米国セラミックス学会などの表彰も受賞しました。現在も、世界で多数の研究者が東芝の研究者と共にこの発想を支持して広げるための研究を続けており、近い将来、この吸収材が産業社会の様々な場面で活用されることを確信しています。

２００３年から管理職になり、研究開発を直接に進める立場から研究開発の方針と成果の活用を考える立場に変わりましたが、大学３年次に興味を持った化学熱力学をきっかけに予想を超えて面白い展開となった約２０年間の研究経験は深く誇りとしているものです。管理職の仕事では研究開発と異なり、社会的な事象と人間的な事象に注目して仕事をするように変わりますが、広く理解している知識と深く理解している学問との組み合わせが重要であることは変わりません。幅広い知識が無いと発想は転換できず、深い得意な学問が無いと発想が他人と同じになってしまうのです。これから大学における学問の道を進んで行く後輩の皆さんも、サークル活動など授業以外の活動で幅広い知識を獲得すると共に、個性を発揮する場面で武器となる得意な学問をぜひ身に着けていただきたいと思います。日吉の矢上台という丘の上にある本塾理工学部では、この両方に出会える素晴らしい機会が多数待ち構えている筈です。