日本の技術革新を下支えする燃料電池開発と高専教育

科研費の獲得や他高専との共同研究の推進など、研究の幅を広げて積極的に研究課題に取り組まれている奈良高専物質化学工学科准教授の山田裕久先生。学生と真摯に向き合う教員としての価値観や、アグレッシブに取り組む研究内容について伺いました。

幅広い学びが経験できた大学院時代

―奈良高専に着任されたきっかけは？

実は私の父も教員なんです。私の母校である兵庫の中高一貫校で、体育の教員をしていたのですが、そうした家庭環境もあって、私も将来的には教育と研究に取り組めたらいいなと漠然と考えていました。ですので、同志社大学の機能分子工学科を出ていますが、中・高理化科目の教員免許も取得しているんです。

高専の存在を知ったのは大学時代でした。たまたま当時は大阪の府立高専にいらした藤田先生（現・奈良高専）の講演があり、そこで初めて高専という存在を知りました。ちょうど卒業後の進路についてはアカデミックポストを考えていたところだったので、高専も視野に入れて活動していたら、ご縁があって奈良高専に採用いただくことになりました。

―大学や大学院では、どういった研究をされていたんですか？

最初から化学がやりたかったわけではなかったんです。勉強することは嫌いではなかったんですが、正直何のために勉強しているのか分からなくて（笑）。ですので進学の際も、建築系や情報系など、興味のありそうな分野でさまざまなコースを受験しました。その中で合格したのが、同志社大学の機能分子工学科だったんです。その後、電気化学の研究室に配属されたのですが、「電気化学が一番よく分からなかったから」という理由で選びましたね。学生時代から、よく分からない・ピンとこないことを、あえて選択するようなところがあったように思います。

同志社の研究室は2教授制で、当時はざっくり分けると電池の先生と、電解の先生がいらっしゃいました。その中で私は燃料電池の研究に着手しましたが、当時はリチウム電池が盛んで、燃料電池は黎明期。まだまだこれからというテーマでした。2教授制ということで、同じ研究室に2つの技術を研究するチームがいるという環境は、その後の研究生活を考えるとプラスに働いていましたね。

研究室ではリチウム電池なども扱っていらしたので、いま私が和歌山高専の綱島先生と一緒に取り組んでいる共同研究へのきっかけになりました。

また、電解を研究している先生はプラズマなども扱っていらしたので、現在取り組んでいる大気圧プラズマのテーマに繋がる分野でもあり、経験が生きることとなりました。

高専に着任してからは、「燃料電池の触媒」「固体電解質の合成」「大気圧プラズマ」「イオン性液体を使ったリチウム電池の開発（綱島先生との共同研究）」の4つの研究を主軸に進めています。

社会実装としての「電池」の研究

―他高専との共同研究について詳しく教えてください。

研究面では、前述のように和歌山高専 綱島先生の研究室と燃料電池とリチウムイオン二次電池の共同研究を行っています。大学と比べ、高専はどうしても研究室の所帯が小さいので、学内だけでマッチングしようとしても視野が狭くなると思うんです。そこで外に目を向けて、さまざまな高専ネットワークを通じて知り合ったバイタリティーある先生方と交流していくことで、また何か新しいテーマに繋げていけたらと思っています。

また北九州高専の高原先生も、綱島先生と同じく高専の海洋バイオとイオン液体のネットワークに入られているので、これから何かおもしろいことを一緒にやれたらと話をさせていただいているところです。やっぱりアクティビティが高い先生たちとお話すると、自分のモチベーションも上がってきますし、学生の刺激にもなると思うんです。

―社会実装系の研究には取り組まれていますか？

私自身は、電池というのは「社会実装」だと思って取り組んでいるんです。十分アカデミックだと言われる部分もあるかと思いますが、化学としての学問体系のなかで電池というのは出口がはっきりしている分、社会実装だと個人的には思っています。

電池自体の用途っていうのは今後増えていくと思うんです。2030年、SDGsを達成するために、日本はスマートシティ構想を打ち出していると思うんですが、やっぱり技術の革新がないとスマート社会というのは訪れない。この技術革新をどのように高専として支えていくのかということが、すごく大事だと思っています。技術のおもしろさを学生と共有しながら、社会に貢献ができるような研究を進めていけたらなと思っています。

企業や地域の課題が“ひらめく”授業に取り組む

―学生と接する上で心掛けていることや、工夫されていることはありますか？

そこはまだまだ難しいなと実感している部分です。高専の教育ってやはり普通の高校生とも大学生とも違って少し特殊なんですよね。大学生に教えるような専門科目を、高校2～3年の年代の子に教えなきゃいけない。そこにはやっぱり工夫が必要なんです。

高専生は優秀な学生が多く素直なので、ひたむきに取り組む力は持っているんですが、「どのように課題を解決していくか」という力をどう磨いてあげたらいいか、そういう力を養うために、どういう授業をするべきなんだろうかと、いろいろと試しているところです。

ただ社会科の教員が授業でおもしろい取り組みをしているんですが、毎年異なる企業の方をお呼びし、企業や地域の課題を踏まえながら、学生が思いついたテーマや課題などに取り組む、PBLに近い授業スタイルなんです。学生自身がテーマを考えるよりも、テーマとなる課題を見出すきっかけや、気づきとなる機会を与える授業をマネジメントするのはおもしろいなと思い、今後の授業のヒントにしていきたいと思っています。

山田 裕久氏
Hirohisa Yamada

• 奈良工業高等専門学校 物質化学工学科 准教授

2002年　同志社大学 工学部 機能分子工学科 卒業
2004年　同志社大学大学院 工学研究科 博士前期課程 工業化学専攻 修了、2007年　同 博士後期課程 修了
2007年　奈良工業高等専門学校 物質化学工学科 非常勤講師、同年　同志社大学 界面現象研究センター 特別研究員、同年　京都大学 非常勤講師
2008年　同志社大学 NEDO／低白金化技術 特別研究員
2009年　奈良工業高等専門学校 物質化学工学科 助教、2013年　同 講師、2014年　同 准教授