シングルナノ粒子の複合化ボトムアップによる３次元界面機能デザイン

• 研究課題/領域番号: 23360323
• 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: 材料加工・処理
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 阿部 浩也 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (50346136)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: ナノ粒子 / 複合化 / 三相界面 / アセンブリ / 多孔体

研究概要

シングルナノサイズの酸化物粒子の分散と凝集に基づくボトムアップ複合化手法の開発を行い、この方法によって固体酸化物形燃料電池（SOFC）の電極材料であるNiO-YSZ、並びにLSM-YSZ複合ナノ粒子の合成に成功した。これら複合ナノ粒子の集積によって三次元的に広がった三相界面の増大を実現し、従来法に比べて高性能なSOFC電極を得ることができた。塩基性炭酸Zr錯イオンを用いた多成分系共沈法を発案し、この方法によっても均質なNiO-YSZ複合ナノ粒子の合成に成功した。このNiO-YSZ複合ナノ粒子を用いてアノード支持型SOFCを作製した結果、電極のナノ構造化等によって電力密度の向上が観察された。

研究成果

• [雑誌論文] Novel Co-precipitation method to synthesize NiO-YSZ nanocomposite powder for solid oxide fuel cell (2014)
  • 著者名/発表者名: X.Xi, H.Abe, K.Kuruma, R.Harada, A.Shui, M.Naito
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: Vol. 25 ページ: 490-494
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2014)
  • 著者名/発表者名: Z.Tan and H.Abe
  • 雑誌名: ACS Macro Letters 巻: Vol. 3 号: 1 ページ: 35-39
  • DOI: 10.1021/mz400502v
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Co-precipitation method to synthesize NiO-YSZ nanocomposite powder for solid oxide fuel cell (2014)
  • 著者名/発表者名: Xiuan Xi, Hiroya Abe, Kazuo Kuruma, Ryo Harada, Anze Shui, Makio Naito
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: 25 号: 2 ページ: 490-494
  • DOI: 10.1016/j.apt.2013.08.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrothermal Growth of Tailored SnO2 Nanocrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Sato, Y.Yokoyama, J-C.Valmalette, K. Kuruma, H.Abe and T.Takarada
  • 雑誌名: Crystal Growth & Design 巻: 13 号: 4 ページ: 1685-1693
  • DOI: 10.1021/cg400013q
  • 査読あり
• [雑誌論文] Facile synthesis of WO₃·H₂O square nanoplates via a mild aging of ion-exchanged precursor (2013)
  • 著者名/発表者名: M.Elnouby, K.Kuruma, E.Nakamura, H.Abe, Y.Yoshikazu, M.Naito
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1418 ページ: 907-911
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.907
  • NAID: 130004950863
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colloidal dispersibility of fatty acid-capped iron nanoparticles and its effect on static and dynamic magnetorheological response (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Yamanaka, Yoshikazu Kuga et. al.
  • 雑誌名: Colloids Surf. A 巻: 415 ページ: 239-246
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2012.10.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical and mechanical properties of solid oxide fuel cell Ni/YSZ anode fabricated from NiO/YSZ composite powder (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, M.Naito and H.Abe
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 号: 1395 ページ: 876-883
  • DOI: 10.2109/jcersj2.119.876
  • NAID: 130001310518
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of preparation conditions on mechanically fabricated composite particles for solid oxide fuel cells (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Hobara, H.Abe, N.Naito and A.Hagiwara
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 119 号: 1395 ページ: 801-807
  • DOI: 10.2109/jcersj2.119.801
  • NAID: 130001310504
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three dimensional joining of thermoresponsive particles-dispersed gels (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Kondo, H.Abe and M.Naito
  • 巻: Vol. 40(2)
  • ページ: 41-44
  • NAID: 120004837908
  • URL: http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/research_result/trnsc1st.jsp
• [雑誌論文] Electrochemical and mechanical properties of solid oxide fuel cell Ni/YSZ anodefabricated from NiO/YSZ composite particles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, M. Naito, H. Abe
  • 雑誌名: Journal of Ceramic Society of Japan 巻: 119 ページ: 876-883
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three dimensional joining of thermoresponsive particles-dispersed gels (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo, H. Abe, M. Naito
  • 雑誌名: Transactions of JWRI 巻: 40 ページ: 41-44
  • NAID: 120004837908
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄ナノ粒子分散系の磁気粘性効果とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也
  • 学会等名: 日本化学会コロイドおよび界面化学部会 第二回先端エレクトロニクス材料のためのコロイド・界面化学
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-12-13
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic Nanoparticle as Smart Joining Material (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Abe
  • 学会等名: 66 the IIW Annual Assembly
  • 発表場所: Essen, Germany
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] ビルドアップ粒子複合化と SOFC 電極開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也,近藤 光,内藤牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2013-09-05
  • 招待講演
• [学会発表] 炭酸 Zr 錯体溶液を用いる新規共沈法と SOFC 電極用複合ナノ粒子の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: Xi Xiuan,阿部浩也,来間和男,近藤 光,内藤牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] Nanocomposite powder processing for active electrochemical electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Abe, A.Kondo and M.Naito
  • 学会等名: 5th Tsukuba International Coating Symposium 2012
  • 発表場所: Tsukuba Japan
  • 年月日: 2012-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis and Deposition of NiO-YSZ Nanocomposite Particles for Solid Oxide Fuel Cell (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Abe, A.Kondo, K.Kuruma, M. Naito and K. Sato
  • 学会等名: IUMRS-ICEM 2012
  • 発表場所: Yokohama Japan
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] Synthesis and Deposition of NiO-YSZ Nanocomposite Particles for Solid Oxide Fuel Cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroya Abe
  • 学会等名: IUMRS-International Conference on Electronic Materials
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Nanocomposite powder processing for active electrochemical electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroya Abe
  • 学会等名: The 5th Tsukuba International Coating Symposium
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] YSZ シングルナノ粒子の分散制御と複合化アセンブリ (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也,山中真也,内藤牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] YSZシングルナノ粒子の分散制御と複合化アセンブリ (2011)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也、山中真也、内藤牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Nanostructured LSM/YSZ composite cathode for IT-SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Abe, M.Naito, K.Sato
  • 学会等名: European Material Research Society, 2011 Spring Meeting
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Nanostructured LSM/YSZ composite cathode for IT-SOFCs (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Abe, M.Naito, K.Sato
  • 学会等名: European Material Research Society
  • 発表場所: ニース、フランス
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] ビルドアップ粒子複合化とSOFC電極開発
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也、近藤光、内藤牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学（長野）
  • 招待講演
• [学会発表] 炭酸Zr錯体溶液を用いる新規共沈法とSOFC電極用複合ナノ粒子の合成
  • 著者名/発表者名: 奚 修安、阿部浩也、來間和男、近藤光、内藤 牧男
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 第26回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学（長野）
• [学会発表] Synthesis and Assembly of Nanocomposite Particles for SOFCs
  • 著者名/発表者名: Hiroya Abe, Akira Kondo, Makio Naito
  • 学会等名: 1st Japan-Taiwan workshop on Materials Design and Joining
  • 発表場所: 大阪大学接合科学研究所（大阪）
• [学会発表] Build-up route to synthesize nanocomposites for enlarging TPB in SOFC anode electrodes
  • 著者名/発表者名: Hiroya Abe, Xiuan Xi, Akira Kondo, Makio Naito
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science 2013 and The 4th International Symposium on Advanced Materials Development and Integration of Novel Structured Metallic and Inorganic Materials
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
• [図書] 金属ナノ・マイクロ粒子の最近技術と応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也,近藤 光,内藤牧男
  • 出版者: シーエム-シ-出版
• [図書] 新材料・新素材シリーズ「金属ナノ・マイクロ粒子の最新技術と応用」 (2013)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩也、近藤光、内藤牧男
  • 総ページ数: 237
  • 出版者: （株）シーエムシー出版,(2013),分担執筆,
• [備考]
  • URL: http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp
• [備考] 大阪大学接合科学研究所
  • URL: http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp
• [備考] 大阪大学接合科学研究所
  • URL: http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp
• [備考]
  • URL: http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/index.jsp