教員紹介
原 祥太郎准教授
専門分野：材料力学・計算材料科学
- 主な担当科目
- 機械材料、材料力学、塑性力学、機械工学実験１・２
研究業績など：千葉工業大学 研究者情報
研究室ホームページ：千葉工業大学 原研究室
- 研究室概要
- 環境に優しい社会の実現を目指し、次世代型高効率エネルギー技術の高性能設計や信頼性向上に関する研究を行っています。実験計測やコンピューターシミュレーションを活用しながら、例えば、固体酸化物形燃料電池の電極構造設計，固体材料の信頼性設計といった課題に取り組んでいます。
- 研究キーワード
- 材料強度，計算材料科学，エネルギー材料，固体酸化物形燃料電池
1.固体酸化物形燃料電池の電極構造設計
固体酸化物形燃料電池（SOFC）は，次世代の高効率発電技術として注目を集めています．SOFCの電極は，ミクロンスケールの複雑な多孔質構造をしており，より発電効率の高いSOFCを設計するためには，この複雑な電極構造を正確に理解することが不可欠となります.そこで研究室では，走査型電子顕微鏡などの電極構造観察技術や，コンピューターシミュレーションによる構造予測技術を用いて，電極構造を詳細に評価するとともに，新しい電極構造の提案などを行っています．
（左）SOFC電極（中）三次元微細構造モデル（右）二次元微細構造観察像
2. 固体材料の機械的特性のマルチスケール設計
材料の機械的特性を明らかにするためには，ナノスケール，メゾスケールでの材料の動きを理解することが重要となります．しかしながら，材料内に含まれる小さな欠陥の動きを実験的に捉えることは多大な費用と労力を必要とします．そこで研究室では，分子動力学法，離散要素法，モンテカルロ法，有限要素法といった，ナノからマクロに至る様々な計算科学アプローチを用いて，材料の機械的な特性の予測に取り組んでいます．例えば，このようなアプローチを耐熱金属の設計，樹脂界面の剥離強度の設計，セラミックス多孔質構造の設計，機械構造物の衝撃設計などに適用しています.
（左）分子動力学解析（中）メゾスケールモンテカルロ解析（右）離散要素法解析