圧子圧入によるＧＰａ級高圧インピーダンス測定法の確立と新規ガラス電解質の開発

• 研究課題/領域番号: 23686095
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 名古屋工業大学 (2013); 兵庫県立大学 (2011-2012)
• 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: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: 圧子圧入法 / 高圧インピーダンス / アンビルセル / 活性化体積 / 燃料電池 / ガラス / イオン伝導 / 分相 / インデンテーション / プロトン伝導

研究概要

球形圧子の圧子圧入時に圧子先端近傍に局所的に発生する高圧場を利用した、新しい高圧インピーダンス測定法について検討した。材料の弾性率など力学パラメータを決定すると同時に、導電率測定より活性化体積を算出した。圧子直下の局所域にのみ高圧場が発生するため、静水圧条件下で得られるΔV値より過大評価する傾向が見られたものの、有限要素法などを取り入れて応力分布を加味することで、より精度の高いΔV値の算出が可能であると考えられる。また、ダイヤモンドアンビルセルなどを用いた場合には測定雰囲気を任意に変化させることは難しいが、本手法では例えば水素分圧などを変化させて弾性率や活性化体積を評価することも可能である。

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure (GPa) impedance measurements based on an indentation-induced local stress field (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Daiko, E. Takahashi, N. Hakiri, H. Muto, A. Matsuda, T. Rouxel, J.-C. Sangleboeuf, A. Mineshige, T. Yazawa
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 254 ページ: 6-10
• [雑誌論文] High-Pressure (GPa) impedance measurements based on an indentation-induced local stress field (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Daiko, Eri Takahashi, Norio Hakiri, Hiroyuki Muto, Atsunori Matsuda, Tanguy Rouxel, J-C. Sangleboeuf, Atsushi Mineshige, Tetsuo Yazawa
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 254 ページ: 6-10
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2013.10.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton condution in glasses prepared via sol-gel and melting techniques (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Daiko, J. Ceram
  • 雑誌名: Soc. Jpn 巻: 121 ページ: 539-543
• [雑誌論文] The state of P=O_<nb> non-bridging oxygen and proton incorporation in binary MO·P_2O_5 (M=Ca, Mg) phosphate glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Takamatsu, Y. Daiko, S. Kohara, K. Suzuya, A. Mineshige, T. Yazawa
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 245-246 ページ: 19-23
• [雑誌論文] Proton infiltration of phosphosilicate glass-electroltes for intermediate temperature fuel cell (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Daiko, Takeshi Yamada, Atsushi Mineshige, Tetsuo Yazawa
  • 雑誌名: MRS proceedings 巻: 1495
  • DOI: 10.1557/opl.2013.9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The state of P=O non-bridging oxygen and proton incorporation in binary MOP2O5 (M=Ca, Mg) phosphate glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: Yawara Takamatsu, Yusuke Daiko, Shinji Kohara, Kentaro Suzuya, Atsushi Mineshige, Tetsuo Yazawa
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 245-246 ページ: 19-23
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2013.05.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proton conduction in glasses prepared via sol&ndash;gel and melting techniques (2013)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Daiko
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1415 ページ: 539-543
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.539
  • NAID: 130004480159
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [学会発表] The study of advanced high pressure impedance measurement for YSZ utilizing an indentation-induced local stress field (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Takahashi, Y. Daiko, N. Hakiri, H. Muto, A. Matsuda, A. Mineshige, T. Yazawa
  • 学会等名: The 15th IUMRS-International Conference in Asia
  • 発表場所: 福岡大学
• [学会発表] The activation volume of Yttria-stabilized zirconia estimated utilizing indentation-induced local stress field (2013)
  • 学会等名: ISETS'13
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-12-14
• [学会発表] インデンテーション法によるGPa級高圧インピーダンス測定 (2013)
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2013年年会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] The actication volume of Yttria-stabilized zirconia estimated utilizing indentation-induced local stress field (2013)
  • 著者名/発表者名: E. Takahashi, Y. Daiko, N. Hakiri, H. Muto, A. Matsuda, A. Mineshige, T. Yazawa
  • 学会等名: International Symposium on EcoTopia Science 2013
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] 2成分系リン酸塩ガラスのプロトン導入量と導電率 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高松 柔、大幸裕介、嶺重温、矢澤哲夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 年会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] インデンテーション法によるGPa級高圧インピーダンス測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋恵理、大幸裕介、嶺重温、矢澤哲夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 年会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ガラス中のプロトン伝導性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大幸裕介
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] 溶融法で作製した新しいプロトン伝導性ガラスの 作製と中温動作燃料電池への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大幸裕介
  • 学会等名: 電気科学界創立第80周年記念大会
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [学会発表] 圧子圧入法を利用した高圧インピーダンス測定と活性化体積算出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大幸裕介
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2012年年会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス(京都府)
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 圧子圧入時の局所高圧場を利用した新規インピーダンス測定法の検討 (2012)
  • 学会等名: 第53回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 圧子圧入によるGPa級高圧インピーダンス測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大幸裕介
  • 学会等名: 第52回高圧討論会
  • 発表場所: 沖縄キリスト教学院(沖縄県)
  • 年月日: 2011-11-10
• [備考] 名古屋工業大学 環境材料工学科
  • URL: http://chempro.web.nitech.ac.jp/