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能動変調型・環境TEMによる『純』反応ダイナミクスのオペランド観察技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02743
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 ナノ材料化学
研究機関一般財団法人ファインセラミックスセンター

研究代表者

川崎 忠寛  一般財団法人ファインセラミックスセンター, その他部局等, 主任研究員 (10372533)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード電子顕微鏡 / ダイナミクス / オペランド / 環境制御 / その場観察 / 触媒反応 / 評価・解析 / ナノ材料 / 液中観察 / 解析・評価 / オペランド計測 / 電子線照射効果 / ストロボ
研究成果の概要

本研究は、電子顕微鏡その場観察において、これまで原理的に避けられなかった電子線照射の影響を除去し、反応現象そのものによって起こる純粋な変化・挙動を直接に観察できる
“能動変調型・環境電子顕微鏡”の新規開発検討を実施した。さらに、それを用いてガス雰囲気下での貴金属ナノ粒子触媒の原子レベル反応場の直視定量解析や、リチウムイオン電池、燃料電池など電解液中での電池反応の定量的な現象解析への応用を試行し、広く普及しうる革新的手法を確立を指向した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で確立を指向した技術を応用することで、触媒や電池反応の挙動の観察結果を、電子線の効果を考慮することなくそのまま議論することが可能となる。それによって、例えば、単一粒子ごとの触媒活性を定量化し、構造との因果関係を明らかにしたり、電池電極表面でのデンドライト核生成や成長と電極構造との関係性を定量的に解明できる。これらの知見は各種材料の性能向上や新機能発現のための設計指針を示すものとなる。さらに本手法は様々な環境変調に応用可能であり、多岐に渡る機能性材料で『純粋』な解析が実現できるという広範な波及効果が期待される。それは学術界のみならず産業界にも大きく貢献するものと言える。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] In situ electron microscopy analysis of electrochemical Zn deposition onto an electrode2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Yuki、Yoshida Kaname、Kawasaki Tadahiro、Kuwabara Akihide、Ukyo Yoshio、Ikuhara Yuichi
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 481 ページ: 228831-228831

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2020.228831

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In situ electron microscopic observation of electrochemical Li-intercalation into MoS22020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kaname、Kawasaki Tadahiro、Kuwabara Akihide、Ukyo Yoshio、Ikuhara Yuichi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 357 ページ: 115488-115488

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2020.115488

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of pulse parameter change on a-SiCN diaphragms for environmental cells fabricated by2019

    • 著者名/発表者名
      Murano Masanori、Matsutani Takaomi、Kawasaki Tadahiro
    • 雑誌名

      Vacuum

      巻: 57 ページ: 60-64

    • DOI

      10.1016/j.vacuum.2019.03.043

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフェンサンドイッチによる超高圧雰囲気電子顕微鏡観察法2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木祐生、川﨑忠寛
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 57 号: 12 ページ: 610-610

    • DOI

      10.2320/materia.57.610

    • NAID

      130007538901

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • 年月日
      2018-12-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface modification of triacetylcellulose by low-energy nitrogen ions for2018

    • 著者名/発表者名
      Takaomi Matsutani, Masanori Murano, Tadahiro Kawasaki
    • 雑誌名

      Surface & Coatings Technology

      巻: 344 ページ: 58-61

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2018.02.092

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 環境電子顕微鏡による液中ガス中その場観察2018

    • 著者名/発表者名
      川﨑忠寛
    • 学会等名
      JFEスチール講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 汎用SEM用の電界型収差補正器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      川﨑忠寛、吉田竜視、加藤丈晴、野間口恒典、本村俊一、西中健一、揚村寿英、富田正弘、生田孝
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Spherical Aberration Correction for SEMs with Electrostatic-type compact Cs-corrector2018

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Kawasaki, Ryuji Yoshida, Takeharu Kato1, Tsunenori Nomaguchi, Shunichi Motomura, Kenichi Nishinaka, Toshihide Agemura, Masahiro Tomita, and Takashi Ikuta
    • 学会等名
      Microscopy &Microanalysis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomic-level Observation of Platinum Dissolution and Reprecipitation Using Liquid Electrochemical TEM2018

    • 著者名/発表者名
      Shinya Nagashima, Toshihiro Ikai, Yuki Sasaki, Kaname Yoshida, Tadahiro Kawasaki , Tatsuya Hatanaka, Hisao Kato, Keisuke Kishita
    • 学会等名
      Microscopy &Microanalysis 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Operando TEM Observations of Zn Electrodeposition Reaction with Liquid ETEM2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, Y. Sasaki, M. Saitoh, A. Kuwabara, Y. Ukyo, Y. Ikuhara
    • 学会等名
      International Congress on Microscopy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-situ observation of individual Ferritin molecules in Graphene sandwiched structure2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Sasaki, T. Kawasaki, M. Koshino, C. Sato, and K. Suenaga
    • 学会等名
      Microscopy &Microanalysis2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境電子顕微鏡による金ナノ粒子触媒の反応サイト可視化2017

    • 著者名/発表者名
      川﨑忠寛
    • 学会等名
      JACI 先端科学・材料技術部会 高選択性反応分科会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ observation of ferritin in graphene sandwiched structure2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Sasaki, Tadahiro Kawasaki, Masanori Koshino, Chikara Sato, and Kazutomo Suenaga
    • 学会等名
      ICMaSS2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境電子顕微鏡による亜鉛電析反応その場観察2017

    • 著者名/発表者名
      川﨑忠寛,佐々木祐生,西藤哲史, 桑原彰秀,右京良雄,幾原雄一
    • 学会等名
      第58回 電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 図説 表面分析ハンドブック2021

    • 著者名/発表者名
      日本表面真空学会
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      9784254201703
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] 最新実用真空技術総覧2019

    • 著者名/発表者名
      川﨑忠寛、他
    • 総ページ数
      1095
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860435592
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      T. Kawasaki, et al.
    • 総ページ数
      853
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811061561
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] Compendium of Surface and Interface Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Tadahiro Kawasaki
    • 総ページ数
      853
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811061554
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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