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2008 Fiscal Year Annual Research Report

燃料電池反応の透過電子顕微鏡その場観察

Research Project

Project/Area Number 20246013
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

丹司 敬義  Nagoya University, エコトピア科学研究所, 教授 (90125609)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山本 和生  名古屋大学, 財)ファインセラミックスセンター・ナノ構造研究所, 研究員 (80466292)
Keywords酸化物イオン伝導体 / 燃料電池 / 電子線ホログラフィ / プロトン伝導体 / 電気二重層 / イオン濃度分布 / その場観察 / ヘテロ接触界面
Research Abstract

燃料電池の真の実用化のためには、その電極・電解質界面における反応をナノレベルの空間分解能で解明しなくてはならない。我々は、電子線ホログラフィその場観察により、試料内部の電位の測定から界面におけるイオンや原子空孔の動きを直接観察して反応解明のための手がかりを求めている。本研究は、燃料電池反応を実際に透過電子顕微鏡内で実現し、反応中の電解質内部の構造や、電位状態、さらにはイオンの伝導状態を3次元観察しようとするものである。そこで本年度は、電池反応を起こすことができる環境セル試料ホルダーを設計製作した。このホルダーでは、2種類のガスを同時に導入することができ、また電流を取り出したり、電圧を印加するための2つの電極を備えている。同時に、本研究では、電解質薄膜を2種のガスを隔てる壁として用いると共に、電子線ホログラフィに不可欠な参照波を取り込む領域としても用いる。そこで、隔壁としてはできるだけ厚くて丈夫な膜が、一方、参照波をとるためにはできるだけ薄く、しかも構造が均一な膜が望まれる。この二律背反的な条件を満足する電解質薄膜として市販のNafion溶液から作製した厚さ50-200nmの有機薄膜を用いるべくその電子線に対する強度や補強方法について検討した。さらに、電解質膜、電極、反応ガスとの3層界面を作る出すべく、現在、数10nmサイズの超微粒子を堆積した電極を開発中である。一方、構造変化のその場観察のため計画している実時間ステレオ観察に関しては、一応のシステムが構築済みであるが、従来の見込み角度が±2.3°で少々小さかったため、深さ方向の分解能が不足していた。そこで、±3.5°以上の角度がとれるように構造修正し現在その性能を確認中である。

  • Research Products

    (24 results)

All 2008

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Hydrogen Plasma Enhanced Alignment on CNT-STM Tips Grown by Liquid Catalyst-Assisted Microwave Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition2008

    • Author(s)
      Fa-Kuei, T. Tanji, et al.
    • Journal Title

      Applied Surface Science 254

      Pages: i7750-7754

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Iron Nanowire Formation in Si (110)2008

    • Author(s)
      Y. Ohira, T. Tanji, et al.
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 47

      Pages: 6138-6141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First Observation of Dynamic Shape Changes of a Gold Nano-particle Catalyst under Reaction Gas Environment by Transmission Electron Microscopy2008

    • Author(s)
      K. Ueda, et al.
    • Journal Title

      Surface and Interface Analysis 40

      Pages: 1725-1727

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 実時間(リアルタイム)ステレオ透過電子顕微鏡の開発2008

    • Author(s)
      丹司敬義
    • Journal Title

      顕微鏡 43

      Pages: 137-139

  • [Journal Article] Hydrogen plasma enhanced alignment on CNT-STM tips grown by liquid catalyst-assisted microwave plasma-enhanced chemical vapor deposition.2008

    • Author(s)
      F. K. Tung, et al.
    • Journal Title

      Applied Surface Science 254

      Pages: 770-7754

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EBIC imaging using scanning transmission electron micro scopv : experiment and analysis.2008

    • Author(s)
      S. Tanaka, et al.
    • Journal Title

      Journal of Materials Science : Materials in Electronics 19

      Pages: s324-s327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct visualization of dipolar ferromagnetic domain structures in Co nanoparticle monolayers by electron holography.2008

    • Author(s)
      K. Yamamoto, et al.
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 93

      Pages: 082502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of fine electron biprism filament by free-space-nanowiring technique of FIB 十CVD for accurate off-axis electron holography2008

    • Author(s)
      K. Nakamatsu, et al.
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

      Pages: 117004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電子線ホログラフィーの原理と磁性材料・半導体デバイス解析への応用2008

    • Author(s)
      平山司, 他
    • Journal Title

      金属 78

      Pages: 463-467

  • [Presentation] Electron Holography of Hetero-Interfaces between Metals and Solid Ionic Conductors2008

    • Author(s)
      T. Tanji, et al.
    • Organizer
      9th Asia-Pacific Microscopy Conference
    • Place of Presentation
      Cheju (Koria)
    • Year and Date
      20081102-20081107
  • [Presentation] Characterization of a-Si/c-Si Junctions by Electron Holography2008

    • Author(s)
      M. Deguchi, et al
    • Organizer
      9th Asia-Pacific Microscopy Conference
    • Place of Presentation
      Jeju (Koria)
    • Year and Date
      20081102-20081107
  • [Presentation] Phase retrieval of unstained ferritin molecules by in-line Fresnel electron holoeraphy.2008

    • Author(s)
      M. Ishikawa, et al.
    • Organizer
      9th Asia-Pacific Microscopy Conference
    • Place of Presentation
      Jeju (Koria)
    • Year and Date
      20081102-20081107
  • [Presentation] Electron Holography of the interface between metal and ionic conductor2008

    • Author(s)
      S. Mizuno, et al.
    • Organizer
      4th Summer Seminar on Nanoionics
    • Place of Presentation
      Sendai (Japan)
    • Year and Date
      20080912-20080914
  • [Presentation] Dynamic Observation of Nano-particulate Gold Catalysts under Reaction.2008

    • Author(s)
      T. Kawasakii, et al.
    • Organizer
      14th European Microscopy Congress 2008
    • Place of Presentation
      Aachen (Germany)
    • Year and Date
      20080902-20080907
  • [Presentation] In-situ Observation of Nano-particulate Gold Catalysts during Reaction by Closed-type Environmental-cell Transmission Electron Microscope2008

    • Author(s)
      T. Kawasaki, et al.
    • Organizer
      Microscopy and Microanalysis 2008
    • Place of Presentation
      Albuquerque (USA)
    • Year and Date
      20080803-20080807
  • [Presentation] Electron Holography of Hetero-Interfaces between Metals and Solid Ionic Conductors.2008

    • Author(s)
      T. Tanji, et al.
    • Organizer
      1st International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • Place of Presentation
      Nagoya (Japan)
    • Year and Date
      20080629-20080630
  • [Presentation] Observation of unstained ferritin molecules by in-line Fresnel electron holography.2008

    • Author(s)
      M. Ishikawa, et al.
    • Organizer
      1st International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • Place of Presentation
      Nagoya (Japan)
    • Year and Date
      20080629-20080630
  • [Presentation] Direct Observation of Magnetic Field Generated from Micro-Solenoid2008

    • Author(s)
      K. Yamamoto, et al.
    • Organizer
      1st International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations
    • Place of Presentation
      Nagoya (Japan)
    • Year and Date
      20080629-20080630
  • [Presentation] 電子線ホログラフィーによる固体電解質-電極界面の研究2008

    • Author(s)
      水野駿太, 他
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] a-Si/c-Siヘテロ接合太陽電池の電子線ホログラフィーによる研究2008

    • Author(s)
      出口将士, 他
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] 金ナノ触媒の反応中構造変化のその場観察2008

    • Author(s)
      長谷川準, 他
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] 隔膜型環境セル電子顕微鏡における隔膜コーティング法の開発2008

    • Author(s)
      川崎忠寛, 他
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] 金ナノ触媒の反応ガス・非反応ガス雰囲気その場観察2008

    • Author(s)
      川崎忠寛, 他
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第64回学術講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-05-21
  • [Presentation] Separation of mean inner potential and built-in voltages inhetero-sturctures.2008

    • Author(s)
      T. Tanji
    • Organizer
      ESTEEM-Workshop on Electron Holography
    • Place of Presentation
      Dresden (Gernamy)
    • Year and Date
      2008-05-12

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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