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液相前駆体法を用いた金属ナノ粒子分散ZnOナノバルク熱電変換材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K18248
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 複合材料・表界面工学
研究機関九州大学

研究代表者

渡邊 厚介  九州大学, エネルギー基盤技術国際教育研究センター, 助教 (40617007)

研究協力者 大瀧 倫卓  九州大
末國 晃一郎  九州大
菅原 徹  大阪大
末松 昂一  九州大
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードナノコンポジット / 液相前駆体法 / 酸化物 / ナノ構造制御 / フォノン散乱 / 機能性複合材料 / 酸化物熱電変換材料 / 金属ナノ粒子 / 酸化亜鉛 / 複合材料 / 無機工業材料 / ナノ構造形成・制御
研究成果の概要

液相前駆体法を用いて50 nmのZnOナノ粒子上に3 nm以下のAuナノ粒子が担持したナノ粉末を合成した。このナノ粉末とAl2O3を混合したものを成型し、放電プラズマ焼結(SPS)法を用いて焼結した。Auの添加量が0.15mol%の場合、AlドープZnOマトリックス中に分散するAuナノ粒子の粒径は40 nm以下にまで低減できた。Auナノ粒子の導入はキャリア濃度の増大による導電率の向上だけではなく、適正量によりフォノン散乱の増強による全熱伝導率の低減が同時に達成された。そのため、このような金属ナノ粒子を導入したナノ複合体は新たな熱電材料の材料設計指針となることが示された。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 金属ナノ粒子を導入した酸化物系ナノ複合体の形成と熱・電気輸送特性2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊厚介
    • 雑誌名

      セラミックス

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraselective Toluene Gas Sensor: Nanosized Gold Loaded on Zinc Oxide Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Koichi Suematsu, Kosuke Watanabe, Akihiro Tou, Yonjiao Sun, Kengo Shimanoe
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 3 ページ: 1959-1966

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b04048

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ZnO上へのAuナノ粒子担持による選択的トルエン感知2018

    • 著者名/発表者名
      末松昂一、渡邊厚介、島ノ江憲剛
    • 雑誌名

      Proceedings of the 63rd Chemical Sensor Symposium Supplement A

      巻: 34 ページ: 85-87

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanically Stable Mixed Metal Oxide of Cu and Mn as Oxygen Carrier for Chemical Looping Syngas Combustion2016

    • 著者名/発表者名
      Sandra Sajen, Sunit Kumar Singh, Pallavi Mungse, Sadhana Rayalu, Kosuke Watanabe, Govindachetty Saravanan, Nitin Labhasetwar
    • 雑誌名

      Energy Fuels

      巻: 30 号: 9 ページ: 7596-7603

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.6b01433

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] ZnO上へのAuナノ粒子担持による選択的トルエン検知2018

    • 著者名/発表者名
      末松昂一、渡邊厚介、島ノ江憲剛
    • 学会等名
      第63回化学センサ研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 極細Auナノワイヤの生成反応における条件依存性2017

    • 著者名/発表者名
      石橋史啓、渡邊厚介、大瀧倫卓
    • 学会等名
      日本化学会第97回春季年会
    • 発表場所
      慶應技術大学日吉キャンパス(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Thermoelectric Properties of ZnO with Au Nanoparticles Dispersed therein2017

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Watanabe, Kazuki Mine, Koichiro Suekuni, Michitaka Ohtaki
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design (ISEPD2017)
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(那覇)
    • 年月日
      2017-02-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlling factors for Formation Reaction of Ultrathin Au Nanowires2017

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Ishibashi, Kosuke Watanabe, Michitaka Ohtaki
    • 学会等名
      The 18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design (ISEPD2017)
    • 発表場所
      沖縄県市町村自治会館(那覇)
    • 年月日
      2017-02-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属ナノ粒子を導入したZnO系ナノコンポジットの形成と熱電特性2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊厚介、峯一貴、末國晃一郎、大瀧倫卓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会平成29年度九州支部秋季合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] SrTiO3/TiNコアシェル構造ナノ粒子の合成と熱電ナノコンポジット化2017

    • 著者名/発表者名
      松﨑彰剛、渡邊厚介、末國晃一郎、大瀧倫卓
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Auナノ粒子を導入したAl:ZnOナノコンポジットの構造と熱電特性2017

    • 著者名/発表者名
      峯一貴、渡邊厚介、末國晃一郎、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第14回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ZnO焼結体への金属ナノ粒子分散プロセスと熱電特性2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊厚介、小川敏史、大瀧倫卓
    • 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
      広島大学東広島キャンパス(東広島市)
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Ag/ZnOナノコンポジットの形成と熱電特性2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊厚介、峯一貴、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第13回日本熱電学会学術講演会(TSJ2016)
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京)
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 極細Auナノワイヤの液相合成2016

    • 著者名/発表者名
      石橋史啓、渡邊厚介、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第6回九州若手セラミックフォーラム(KYCF-6)&第46回窯業基礎九州懇話会
    • 発表場所
      ルートイングランティア太宰府(太宰府市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ゾルゲル法を用いたZnOナノ粒子のTiO2被覆2016

    • 著者名/発表者名
      松崎彰剛、渡邊厚介、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第6回九州若手セラミックフォーラム(KYCF-6)&第46回窯業基礎九州懇話会
    • 発表場所
      ルートイングランティア太宰府(太宰府市)
    • 年月日
      2016-08-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] AgをドープしたZnOナノ粒子の構造と光学特性2016

    • 著者名/発表者名
      峯一貴、渡邊厚介、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ゾルゲル法を用いたZnO/TiO2コアシェルナノ構造の形成2016

    • 著者名/発表者名
      松崎彰剛、渡邊厚介、大瀧倫卓
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2016-07-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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