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コロナ放電を用いた革新的イオン導入法の開拓と新物質合成

研究課題

研究課題/領域番号 17K19166
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

西井 準治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)

研究分担者 海住 英生  北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (70396323)
藤岡 正弥  北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (40637740)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード固体電気化学 / 無機材料 / イオン伝導 / イオン / 電圧印加 / イオン導入 / コロナ放電 / 新物質合成 / イオン置換
研究成果の概要

本研究では固体電気化学を利用することで、新規物質の開発を行う。一般に電気化学は液相プロセスが主流であるが、近年多様な固体電解質が開発されており、固体電気化学においても様々なイオン種を取り扱うことが可能になっている。しかしながら、固体電気化学を用いた物質合成はまだまだ発展途上にあり、今後さらに研究を推進する必要がある。本研究では、我々が見出した新手法により、カチオンだけでなく、アニオンの制御にも成功しており、これらの知見は、従来の合成手法では得られない様々な新規物質の開発を可能にするものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、固体電気化学を利用し、目的とするイオンをナノ空間材料に導入するためのプロセスの構築と、それを利用した新物質の合成を目指している。これは、従来のプロセスでは得ることが難しい熱力学的に準安定な物質の合成に有効であり、これまでに例のない物質合成手法である。
本研究の実施によって、材料探索研究における新しいプロセスが提供され、材料科学の新たな展開が期待される。特に、イオン電池の電極材料や超伝導材料、熱電材料などのエネルギー問題に直結する材料研究に対して、その根幹を支える戦術となる可能性を秘めている。

報告書

(2件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] 西安理工大学(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Proton-Driven Intercalation and Ion Substitution Utilizing Solid-State Electrochemical Reaction2017

    • 著者名/発表者名
      M. Fujioka, C. Wu, N. Kubo, G. Zhao, A. Inoishi, S. Okada, S. Demura, H. Sakata, M. Ishimaru, H. Kaiju and J. Nishii
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 139 号: 49 ページ: 17987-17993

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09328

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] プロトン駆動イオン導入法を用いたAg1/5TaS2の結晶構造と超伝導特性2018

    • 著者名/発表者名
      藤岡 正弥、白川 直樹、長尾 雅則、久保 直紀、海住 英生、西井 準治
    • 学会等名
      第65回応用物理学会 春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン導入量を制御したAgxTaS2の結晶構造及び電気磁気特性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      久保 直紀、藤岡 正弥、海住 英生、西井 準治
    • 学会等名
      第53回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン導入における新手法を用いた物質合成2017

    • 著者名/発表者名
      藤岡 正弥、久保 直紀、海住 英生、西井 準治
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [産業財産権] METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING INTERCALATION SUBSTANCE, AND METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING ION EXCHANGE SUBSTANCE2017

    • 発明者名
      M. Fujioka, J. Nishii, H. Kaiju
    • 権利者名
      Hokkaido University
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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