地球温暖化対策および再生可能エネルギー導入の拡大に伴い、電力系統の安定化と長期運用可能なエネルギー貯蔵システムへのニーズが高まっている。本論文では、電力品質の安定化に効果的な電力貯蔵技術として注目されるレドックスフロー電池の性能向上と最新の開発状況と設計について報告する。特に、セルスタックの出力向上やエネルギー密度の向上に焦点を当て、多様な運用要求に対応可能な蓄電システムの実現を目指した。さらに、30年にわたる長期運用に耐える高い信頼性を確保し、ライフサイクルコストの低減に寄与する技術開発も行った。本開発の成果により、再生可能エネルギーの効果的な蓄電と長期的な安定運用の実現に貢献していきたい。

脱炭素社会の実現に向け、世界では2050年までのカーボンニュートラルを目指し2030年までに温室効果ガス排出量を半減、日本では2050年に実質排出量ゼロ、2030年までに46％削減（2013年度比）を掲げている。再生可能エネルギーの普及が欠かせない一方で、このような変動性を有する電源の有効活用には大型の電力貯蔵装置が必要不可欠となる。特に、季節や昼夜による電力需給の差を吸収できる長時間エネルギー貯蔵（LDES：Long Duration Energy Storage）のニーズが高まっている。当社製レドックスフロー電（RF電池）は、安全性に優れ、充放電サイクルによる寿命低下が極めて小さく、大容量かつ長時間のエネルギー貯蔵が可能な定置用蓄電池である。日本をはじめ、世界各国でRF電池の導入が進んでおり、再生可能エネルギーの有効利用や地産地消型エネルギーシステムの構築、電力レジリエンス強化に大きく貢献している。本稿では、RF電池が、よりクリーンで安定したエネルギー社会の実現にどのように貢献しているか、具体的な事例を紹介する。

当社グループは2030年度までに温室効果ガス排出量を2018年度対比で30％削減し、2050年度にはカーボンニュートラルを目指している。当社製品である「レドックスフロー電池」とエネルギーマネジメントシステム「sEMSA （セムザ）」を活用し、2025年8月にSWS西日本㈱松阪工場は当社グループ初のネットゼロ工場として稼働を開始した。本稿ではSWS西日本㈱松阪工場のネットゼロ工場化の取り組み事例を報告する。最後に当社グループの全工場のネットゼロ化推進の取り組みを紹介する。

データセンターの新増設等に伴う電力需要の増加、世界情勢の影響による化石燃料調達リスクの高まり、2050年のカーボンニュートラルの実現等により、太陽光発電をはじめとする再生可能エネルギーへの投資と活用の重要性が増している。他方で、再生可能エネルギーは天候の影響で出力が変動するため、その大量導入により電力系統が不安定化するという課題を伴う。この課題への対策の一つが調整力の確保であり、調整力を捻出できる蓄電池の活用が注目されている。日新電機㈱は、蓄電池から受変電設備までのシステムを一括導入するソリューションを提供している。昨今、蓄電池の活用についてさまざまなニーズが登場していることを踏まえ、本稿では、日新電機㈱のソリューションに、住友電気工業㈱のエネルギーマネジメントシステムであるsEMSA（Sumitomo Energy Management System Architecture）を組み合わせた蓄電池活用ソリューションを紹介する。

再生可能エネルギーの有効利用や災害時の電力供給を目的として、リチウムイオン電池を適用した定置用蓄電池の導入が拡大している。充放電や経年に伴い劣化していく蓄電池の健全性や特性を把握することはシステムを運用していく上で非常に重要であり、オンサイト＆リアルタイムで蓄電池を診断することを目的に、電池固有の過渡応答特性に基づく電池劣化診断技術を開発中である。本稿では、過渡応答解析による電池劣化診断の特長と、定置用蓄電池への適用に関する検証結果について紹介する。

カーボンニュートラルの実現に向けて再生可能エネルギーの普及が拡大しており、発電機設備と組合せてエネルギーの安定供給に寄与する定置用蓄電池システム（Battery Energy Storage Systems : BESS）のニーズが高まっている。BESSの蓄電池の大部分はリチウムイオン電池（LiB）であるが、BESSの導入が先行している海外だけではなく、最近では国内でもLiBの異常による火災事故が増加しており、海外および国内で安全基準が規定された。国内ではJIS C4441:2021規格がそれに該当するが、この規格に準拠するためには、要求事項の一つであるBESSの異常発生時（LiB等の熱暴走異常時など）に発生するガスや火災を検知し、外部へ警報を発するシステムを備えることが必要である。日新電機㈱は、BESSのコンポーネントとして、LiB異常時に発生するガスを検知するセンサを開発した。本機の特徴とフィールド事例について紹介する。

再生可能エネルギーとして導入が進む風力発電、特に大規模ウィンドファーム（WF）システムでは、風車の設置場所が変電所から遠方となることが多い。WFから変電所へ送電する交流ケーブルが長距離となる場合、その静電容量に起因する特異現象が発生するリスクが高まる。本稿では、WFシステムを構成する変圧器などの鉄心機器と、ケーブルの静電容量との相互作用により生じる特異現象について紹介し、電力系統解析技術によりそれらのシミュレーションを事前に実施することで、WFシステムの安定運用実現に貢献できることを示す。また、小型変圧器を用いた特異現象の検証結果を紹介する。

近年の環境志向の高まりを受け、欧州を中心に再生エネルギー導入が進み、直流ケーブルの需要が増加している。当社では、架橋工程を省略することで製造時の省エネ化を達成でき、乾燥工程も不要となりリードタイムを短縮できることから、従来DC-XLPEより環境に優しい直流用非架橋材料の開発に取り組んだ。これまでの研究により、各種機械特性、および電気特性は従来DC-XLPEと同等の性能を有し、直流寿命も十分な直流用非架橋材料の開発に成功した。モデルケーブルを作製し、ケーブルにおける基礎特性も問題無いことが確認できた。更に、架橋剤分解残渣が存在しないため、ケーブル作製直後から厚み方向で体積抵抗率が安定しており、架橋剤分解残渣量によって体積抵抗率が変動し得る従来DC-XLPEよりも品質が安定するメリットがある。今後、更なるケーブル試作、評価を進め、従来DC-XLPEと同様の高信頼性のケーブルを開発する。

当社で開発した超高圧直流ケーブルはXLPEに無機充填剤を添加することで、優れた直流特性（常時導体許容温度が90℃、極性反転下での運用が可能）を有していることが高く評価され、国内外の案件に広く採用されている。当社では大学との共同研究を通して、無機充填剤添加による直流特性向上メカニズムの解明に取り組んでいる。今回、その取組の1つとして、直流特性に大きな影響を与えると考えられる電荷のトラップ深さを、XPSやXASといった手法を使用することで評価する新手法を開発したので報告する。

当社の直流XLPE絶縁材料は導体許容温度90℃かつ極性反転に対応する世界で唯一の直流XLPE材料であり既に複数の納入実績がある。しかし、当社は更なる品質向上、性能向上を目指し、新たな無機充填剤入り絶縁配合の直流XLPEケーブルを開発した。この直流XLPEケーブルは電力業界最大規模の国際会議の一つであるCIGREが推奨する、極性反転ありの形式試験及び追加の過酷試験に合格しただけでなく、これら長期試験前後で絶縁体内の空間電荷蓄積がいずれも小さことをPEA法の空間電荷測定により明らかにし、長期的にも良好な直流特性を持つことを示した。

近年のグローバルなカーボンニュートラル化の潮流に伴い、大規模な再生可能エネルギーの開発が進むとともに、その電力を需要地に届けるための長距離送電網の構築が急速に進められている。我が国においても、北日本から首都圏に直流海底送電を行うなど、長期・大規模な送電網構築のマスタープランが示されている。この潮流を見越し、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）では2015年度から直流海底送電に関する技術開発が継続して行われ当社も参画してきた。国内での直流海底送電計画が具体化した現在、これまでの開発の経緯と意義を振り返るとともに、今後の実プロジェクト適用や将来に向けた開発の展望について考察する。

近年、世界各国で温室効果ガス削減の取り組みが強化され、洋上風力発電の導入が進んでいる。風車で発電した電気を送電する海底ケーブルの製造性、コスト、施工性の課題を解決すべく、これまで当社は、遮水層を省略した構造の海底ケーブルの開発を進めてきた。ケーブル絶縁体に水分が浸入すると、水トリー劣化が起こるため、遮水層省略には耐水トリー（TR）絶縁体の使用が必須だが、その適切な評価法もなかった。前回、ヒートサイクルにより絶縁体に生じる過飽和水分量に着目した浸水課電試験を検討した。今回、同試験と各種試験の結果を比較し、同試験では現実的な期間で水トリー劣化が生じ、実線路30年の長期TR性評価が可能なことを確認した。加えて、TR絶縁体開発にも同試験を用いて30年TR性を評価し、将来の高電圧化に対応可能な高いTR性と低い誘電正接を持つ材料を見出している。引き続きケーブルの開発を進めており、洋上風力発電の拡大に貢献できると考える。

近年、光ファイバ複合架空地線（OPGW）の腐食による通信障害が問題となっている。当社は通信障害の低減や補修コストの削減を目的に、従来のアルミ管型光ユニットに替えて、アルミ覆ステンレス管型光ユニット（SUS/ALユニット）の適用に取り組んできた。今回、国内の送配電事業者8社と共同でSUS/ALユニットを用いたアルミ覆ステンレス管型OPGWを製作し、その特性評価を実施した。その結果、優れた耐腐食性が実証され、その他の特性についても良好な結果が得られた。本OPGWは、現在、送配電事業者の特別高圧架空送電線路向けに納入されている。

カーボンニュートラルの実現に向け、再生可能エネルギーの主力電源化の取り組みが進められている。しかし、架空送電線において送電容量不足により再生可能エネルギーが接続できないという課題がある。この課題解決のために2022年より既存設備を最大限活用するN-1電制の適用が開始されている。N-1電制とは、送電線の事故などによって送電できなくなった電流が、他の健全回線へ流れることで過負荷となった場合に、一部電源の出力を抑制し過負荷を解消するものである。そこで、リアルタイムで電流を計測できる当社製送電線センサを活用したセンサ伝送型OLRシステムを開発・実用化したので紹介する。

新興国においては、未だ配電網が脆弱な地域が数多く存在し、安定した電力供給が課題となっている。そこで、そうした地域においても送電線が存在するエリアが少なくないことに着目し、送電線から電源供給用に大容量化した電源用計器用変圧器（Power Voltage Transformer（PVT））を用いて直接低圧電力を供給可能なマイクロ変電所を有効な対策として開発を進めてきた。2025年6月、PVTを用いたマイクロ変電所をインドに導入し、実証試験を開始したので紹介する。なお、本活動は、NEDO（国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の国際実証事業（JPNP 93050）として実施したものである。

アニオン交換膜（AEM）型水電解は、従来の水電解方式と比べ低コストで高効率な水素製造が可能であり、近年注目が集まっている。筆者らは、富山住友電工㈱の製品であるニッケル（Ni）セルメットが、AEM型水電解装置の多孔質輸送層に適用できると考え、これに適した積層セルメットを開発した。本論文では、開発した積層セルメットの各種物性や電解特性を評価した結果を報告する。加えて、積層セルメットは双極板に流路がない水電解セルにも適用できることが判明したため、その結果についても報告する。

政府のカーボンニュートラルに向けた政策に従い、水処理施設における二酸化炭素の排出量削減の要求が高まっている。日新電機㈱では、下水処理施設のカーボンニュートラル達成のためのエネルギーソリューションとして、省エネルギー対策や再生可能エネルギー導入、ならびにそれらを効果的に使用するためのエネルギーマネジメントシステムなどを提供している。本稿では、近年の下水処理施設向けエネルギーソリューションを紹介する。

近年の通信トラフィックの急増に対応するため、マルチコアファイバ（MCF）の研究開発が進んでおり、同時にMCFをシングルコアファイバ（SCF）と接続するファンイン・ファンアウトデバイス（FIFO）も開発されている。これまでに報告されているFIFOは様々な方式があるが、低損失、高信頼性が要求されるシステムで使おうとすると方式は限られる。その一つが空間光学型である。しかしMCFの場合、光学系が複雑になるためデバイスの小型化が難しかった。今回、熱拡散コア（TEC）ファイバを使った新しい設計で外径が3 mmの小型なFIFOを実現した。

1～2.5µmの波長域で動作する近赤外センサ（SWIRセンサ）は農業、医療、工業から宇宙までの様々な分野での応用が期待されている。当社はこれまで受光層にInGaAs/GaAsSb量子井戸構造を採用することで2.5µmまで動作する低暗電流の近赤外センサを開発してきた。量子井戸構造に関する理論計算からInGaAsをInAsとGaAsからなるデジタルアロイに置き換えた（InAs）（GaAs）/GaAsSb量子井戸構造を用いることにより量子効率が向上することが示唆された。本報告では、実際にデジタルアロイ型量子井戸構造を受光層に持つセンサを試作した結果およびバリア層を追加することによって暗電流の一層の低減に成功したことについて述べる。

基地局無線通信用の高周波デバイスなどで、取り扱う情報量が増大し、発熱が課題となり、より高放熱性デバイス構造が望まれている。高熱伝導率のダイヤモンドをヒートシンクとすることはその有効な解決策として取り組まれてきているが、従来の接着方法では数µmのデバイスからヒートシンクまでの熱抵抗が無視できなくなっている。より効率的な放熱方法として、GaN半導体デバイスとダイヤモンドヒートシンクを接着剤・はんだ材料なしで直接接合した、GaN-on-多結晶ダイヤモンド構造を、2インチサイズの大口径で作製することに成功し、GaN-HEMTのデバイスの試作とその高放熱特性を確認した。

本稿では、産業ロボット、医療・介護、車載などの分野で応用が期待され、物理的な微小検知ができる製品として開発している細径圧電センサワイヤについて報告する。本開発品は、従来の画像認識や静電容量式センサでは検知が困難な、微小変位や接触力の検出ニーズに注目し、加えて柔軟で複雑な変形への追従性を備えたワイヤ状センサである。当社の金属・樹脂複合線を製造するワイヤ製造技術を活用することで、縫製糸程度の細線を実現し、設備などの構造体や衣服、機械部品への組込みを可能とした。また、高い信号出力と高速応答性を示すことも特徴である。現在、触覚センシングや構造健全性モニタリングへの有効性を見出しており、今後の社会ニーズである高密度センサネットワークやスマートマテリアル技術への展開が期待される。

近年の電子機器の高機能化に伴い、薄膜配線の膜厚と均一性の精密な制御が重要となっている。特に無電解銅めっきは絶縁基板上の成膜に必須であるが、銅の析出に関わる反応の複雑さから、製造条件の最適化は経験知に頼ることもある。本研究では、無電解銅めっき反応における銅の析出挙動を定量的かつ空間的に可視化するため、放射光を用いたその場測定技術を開発した。X線吸収微細構造（XAFS）により、液中のCu2+イオンが金属銅に還元される銅価数変化をリアルタイムに解析することを可能とした。また、X線イメージング手法により、銅膜厚の面内分布を測定して析出の面内分布の可視化を可能にし、さらに、気泡吸着が局所的な析出阻害の原因であると明らかにした。本技術により、無電解銅めっきの析出挙動の理解が進むことで将来的には無電解めっきプロセスに関する生産技術の発展が期待される。