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Electrochemical proton implantation and H+ dynamics analysis for new functionalities of glasses

Research Project

Project/Area Number 15H04124
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

Daiko Yusuke  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70514404)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 早川 知克  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00293746)
吉田 智  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (20275168)
武藤 浩行  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教 (20293756)
村井 俊介  京都大学, 工学研究科, 助教 (20378805)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥16,640,000 (Direct Cost: ¥12,800,000、Indirect Cost: ¥3,840,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2015: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywordsガラス / プロトン注入 / 燃料電池 / インデンテーション / クリープ / 逆モンテカルロ / プロトン伝導 / イオン伝導性ガラス / BL04B2 / 逆モンテカルロ法 / ワニエ関数 / 機能性ガラス / 圧子圧入 / 赤外線分光法 / プロトン伝導性ガラス / 圧子圧入法 / マイヤー硬度 / ラマン分光法
Outline of Final Research Achievements

Proton implantation into phosphate glasses via an electrochemical reaction under hydrogen atmosphere was successfully confirmed using an originally developed in-situ FTIR equipment. Water molecules are indispensable for the proton implantation. We also confirmed a large creep displacement during the proton implantation by utilizing an originally developed electrochemical indenter. Results obtained here are significant for the application of phosphate glasses for a fuel cell electrolyte and preparation of an electrolyte/electrode assembly. We have also studied about the application of this simple electrochemical proton implantation technique for e.g. a new local modification/processing of glasses. We also confirmed for the first time about a proton emission of the implanted H+ by applying a high voltage for a sharpened proton conducting glass fiber.

Report

(4 results)
  • 2017 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

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    • Author(s)
      Y. Daiko, E. Takahashi, Y. Gueguen, H. Muto, A. Matsuda, T. Yazawa, T. Rouxel, Y. Iwamoto
    • Journal Title

      Solid State Ionics

      Volume: 286 Pages: 96-101

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.12.026

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      日本セラミックス協会2016年年会
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      大幸裕介、ジョン スミン、加藤淳揮、水谷聖、早川知克、岩本雄二、村井俊介、武藤浩行、吉田智
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      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
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      広島大学
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      2016-09-07
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      2016-03-14
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      J.Kato, Y.Daiko, S.Honda, Y.Iwamoto
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      第56回ガラス及びフォトニクス材料討論会
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      ウインク愛知
    • Year and Date
      2015-11-12
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    • Author(s)
      加藤淳揮、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • Organizer
      第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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  • [Presentation] リン酸塩ガラスへの電気化学的なH+注入と機能誘起2015

    • Author(s)
      大幸裕介、村井俊介、吉田智、武藤浩行、早川知克
    • Organizer
      第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
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    • Author(s)
      大幸裕介
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      第47回ガラス部会夏季若手セミナー
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      メルパルク松山
    • Year and Date
      2015-08-03
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    • Invited
  • [Remarks]

    • URL

      http://chempro.web.nitech.ac.jp/index.html

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] イオン発生器2017

    • Inventor(s)
      大幸裕介、瀬川恭平
    • Industrial Property Rights Holder
      名古屋興教大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017
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URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2019-03-29  

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