オペランド時空間イメージングXAFSによる固体触媒の可視化と構造反応
| Project/Area Number |
18H01940
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
唯 美津木 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (70396810)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | XAFS / イメージング / オペランド計測 / 固体触媒 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
固体触媒をはじめとする固体機能性材料中の元素の分布、化学状態、局所構造等の構造パラメータの空間分布や時間発展を明らかにする空間分解・時間分解XAFSイメージング計測を通じて、固体材料の反応特性を生み出す構造因子を可視化することを目的としている。平成３０年度は、以下の２つの研究を行った。
（１）高回折効率ゾーンプレートを用いた結像型顕微XAFS計測系を立ち上げ、樹状型酸化鉄結晶およびCrをドープした酸化鉄結晶における相転移過程の２次元XAFSイメージングを行った。結像型顕微XAFS計測システム、データ解析システムを立ち上げ、異なる反応条件で処理を行った酸化鉄結晶に対して、結像型顕微XAFSイメージング計測を行い、結晶中の結晶相の分布を２次元的に可視化した。Crのドープによる結晶相分布の違いを解析することに成功した。
（２）CT法とタイコグラフィーXAFS計測を組み合わせた３次元CT-スペクトロタイコグラフィー法によって、排ガス浄化触媒の担体材料であるセリア－ジルコニア複合酸化物中における酸素拡散の様子を可視化した。３次元空間の各点におけるCe量や価数の構造パラメータセットを、教師なし学習を取り入れたデータマイニングによって解析し、Ceの分布や価数分布、酸素吸蔵進行度、表面からの幾何学的な距離などのパラメータ間の相関を解析することで、セリア－ジルコニア複合酸化物中における酸素吸蔵過程の反応軌跡に関する情報を得ることに成功した。
（３）CT-XAFSの解析プログラムの開発を行い、電池材料等の機能性材料の3次元XAFSイメージングへの展開を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度に計画した研究は、成果があがり、いずれも原著論文として国際誌に投稿・掲載決定済である。また新しく見つかった成果についても、継続的に研究を続けている状況にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
既に得られた結果については、実験データの解析や追加検討を更に進め、全て学術論文として報告する予定である。また、これまでの研究を基に新しい系についてもイメージングXAFS計測をスタートさせており、今後も継続して成果を挙げられるように研究を進めていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(22 results)
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[Presentation] CT-XAFSを用いたバルク型全固体リチウムイオン電池合剤電極内の不均一反応のオペランド可視化計測2019
Author(s)
戸村愛菜, 木村勇太, Fakkao Mahunnop, 中村崇司, 石黒志, 関澤央輝, 新田清文, 宇留賀朋哉, 奥村豊旗, 唯美津木, 内本喜晴, 雨澤浩史
Organizer
電気化学会第86回大会
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[Presentation] オペランドCT-XAFSを用いたバルク型全固体リチウムイオン電池用合剤電極内反応分布の定量的解析2018
Author(s)
木村勇太, 戸村愛菜, Fakkao Mahunnop, 中村崇司, 石黒志, 関澤央輝, 新田清文, 宇留賀朋哉, 奥村豊旗, 唯美津木, 内本喜晴, 雨澤浩史
Organizer
2018年電気化学秋季大会
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[Presentation] オペランドCT-XAFSによるバルク型全固体リチウムイオン電池用合剤電極における反応分布形成要因の解明2018
Author(s)
木村勇太, 戸村愛菜, Fakkao Mahunnop, 中村崇司, 石黒志, 関澤央輝, 新田清文, 宇留賀朋哉, 奥村豊旗, 唯美津木, 内本喜晴, 雨澤浩史
Organizer
第59回電池討論会
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