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電気化学的なプロトン注入とH+ダイナミクスの解明及びガラスの新機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 15H04124
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2017年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードガラス / 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
研究成果の概要

本研究のin-situ FTIR測定より、加湿水素雰囲気での通電によってリン酸塩ガラス中へのH+注入を実証した。H+注入にはわずかでも水分子の共存が不可欠である。また電気化学圧子圧入装置を用いてプロトン注入によるガラスの著しいクリープ増大を明らかにした。ガラスの燃料電池電解質としての応用や、電極/電解質の接合に対して重要な知見である。また水素雰囲気での電圧印加による簡便なH+注入を利用したガラスの局所改質や加工など、本研究で得られたH+注入の知見の具体的な活用も今後検討する。またプロトン伝導性ガラスファイバー先端を先鋭化して高電界を印加することで、注入したプロトンを電界放出することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] レンヌ第1大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] レンヌ第一大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] レンヌ大一大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Indentation-induced stress distribution and pressure effect on the resistivity of YSZ2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Daiko, E. Takahashi, Y. Gueguen, H. Muto, A. Matsuda, T. Yazawa, T. Rouxel, Y. Iwamoto
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 286 ページ: 96-101

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2015.12.026

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 2成分リン酸塩ガラスMO-P2O5 (M=Ca, Sr, Ba)のM2+周辺局所構造とH+注入ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      ジョン スミン、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水素雰囲気通電下でのin-situ赤外分光測定によるリン酸塩ガラスのH+注入ダイナミクス評価2017

    • 著者名/発表者名
      ジョン スミン、加藤淳揮、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ガラスへのH+注入が誘起する電気・機械特性のin-situ測定とそのメカニズム解析2017

    • 著者名/発表者名
      加藤淳揮、ジョン スミン、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Alkaline-earth metal ion dependence of H+ implantation in phosphate glass by in-situ electrochemical FT-IR analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Jeong Sumin, Yusuke Daiko, Sawao Honda, Yuji Iwamoto
    • 学会等名
      The 34th International Japan-Korea Seminar on Ceramics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 疑似燃料電池雰囲気における2成分リン酸塩ガラスのH+注入ダイナミクスの電気化学赤外分光評価2017

    • 著者名/発表者名
      ジョン スミン、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      第30回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 2成分リン酸塩ガラスのプロトン伝導性とH+注入ダイナミクス評価2016

    • 著者名/発表者名
      ジョン スミン、加藤淳揮、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部大会
    • 発表場所
      名城大学
    • 年月日
      2016-12-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電気化学圧子圧入法を用いたクリープ解析に基づくリン酸塩ガラスのH+注入ダイナミクス評価2016

    • 著者名/発表者名
      大幸裕介
    • 学会等名
      第29回日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素雰囲気通電条件でのin-situ赤外分光測定によるリン酸塩ガラスのH+注入ダイナミクス評価2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性ガラスへの電界H+注入とクリープ挙動のその場計測2016

    • 著者名/発表者名
      加藤淳揮、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二、Tanguy Rouxel
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロトン伝導性からみた溶融法とゾル-ゲル法2015

    • 著者名/発表者名
      大幸裕介
    • 学会等名
      1.日本ゾル-ゲル学会 第13回討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GPa-order high pressure impedance measurement for ion conducting glasses utilizing an indentation-induced local stress field2015

    • 著者名/発表者名
      J.Kato, Y.Daiko, S.Honda, Y.Iwamoto
    • 学会等名
      第56回ガラス及びフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      ウインク愛知
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 圧子圧入による局所応力を利用した弾塑性および高圧電気抵抗のリアルタイム計測2015

    • 著者名/発表者名
      加藤淳揮、大幸裕介、本多沢雄、岩本雄二
    • 学会等名
      第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リン酸塩ガラスへの電気化学的なH+注入と機能誘起2015

    • 著者名/発表者名
      大幸裕介、村井俊介、吉田智、武藤浩行、早川知克
    • 学会等名
      第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 分相・結晶化によるガラスの高機能化2015

    • 著者名/発表者名
      大幸裕介
    • 学会等名
      第47回ガラス部会夏季若手セミナー
    • 発表場所
      メルパルク松山
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] イオン発生器2017

    • 発明者名
      大幸裕介、瀬川恭平
    • 権利者名
      名古屋興教大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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