• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

レドックス活性な新規水酸化物ナノ物質の合成及び電気化学エネルギーデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24310095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

馬 仁志  独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA研究者 (90391218)

連携研究者 高田 和典  物質・材料研究機構, 電池材料ユニット, ユニット長 (40354401)
研究協力者 劉 小鶴  
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
15,340千円 (直接経費: 11,800千円、間接経費: 3,540千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2012年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードナノ機能材料 / グラフェン / ナノシート / 遷移金属水酸化物 / ナノ構造形成・制御 / 電気化学 / キャパシタ / 電極触媒 / 水酸化物 / 遷移金属 / 超格子 / レイヤーバーレイヤー
研究成果の概要

多種な遷移金属イオン(Fe, Co, Ni等)を層状複水酸化物に導入できる新規合成手法を開発し、その高結晶性サンプルを単層剥離することによりレッドクス活性な水酸化物ナノシートを得た。正に帯電する水酸化物ナノシートを酸化グラフェンに代表される負電荷をもつ2次元ナノシート同士とのヘテロ複合化を簡便な静電的相互作用プロセスで実現した。このヘテロ積層した複合材料をスーパーキャパシタの電極に用いると、電気容量の大幅増大、しかも数秒で充放電可能という優れた特性を確認した。さらに、複合材料は電極触媒として酸素発生反応を効率的に促進し、非常に小さい過電圧(0.21V)で水の電気分解が可能となることが分かった。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 9件) 図書 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 2D oxide and hydroxide nanosheets: Controllable high-quality exfoliation, molecular assembly and functionality exploration2015

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki,
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 48 号: 1 ページ: 136-143

    • DOI

      10.1021/ar500311w

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A superlattice of alternately stacked Ni-Fe hydroxide nanosheets and graphene for efficient splitting of water2015

    • 著者名/発表者名
      Wei Ma, Renzhi Ma, Chengxiang Wang, Jianbo Liang, Xiaohe Liu, Kechao Zhou, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 9 号: 2 ページ: 1977-1984

    • DOI

      10.1021/nn5069836

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tuning the surface charge of 2D oxide nanosheets and the bulk-scale production of superlatticelike composites2015

    • 著者名/発表者名
      Xingke Cai, Tadashi Ozawa, Asami Funatsu, Renzhi Ma, Yasuo Ebina, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 137 号: 8 ページ: 2844-2847

    • DOI

      10.1021/jacs.5b00317

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly efficient quasi-static water desalination using monolayer graphene oxide/titania hybrid laminates2015

    • 著者名/発表者名
      Pengzhan Sun, Qiao Chen, Xinda Li, He Liu, Kunlin Wang, Minlin Zhong, Jinquan Wei, Dehai Wu, Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki, Hongwei Zhu
    • 雑誌名

      NPG Asia Mater

      巻: 7 号: 2 ページ: e162-e162

    • DOI

      10.1038/am.2015.7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Layered zinc hydroxide nanocones: Synthesis, facile morphological and structural modification, and properties2014

    • 著者名/発表者名
      Wei Ma, Renzhi Ma, Jianbo Liang, Chengxiang Wang, Xiaohe Liu, Kechao Zhou, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 6 号: 22 ページ: 13870-13875

    • DOI

      10.1039/c4nr04166f

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Superlattice assembly of graphene oxide (GO) and titania nanosheets: Fabrication in situ photocatalytic reduction of GO and highly improved carrier transport2014

    • 著者名/発表者名
      Xingke Cai, Renzhi Ma, Tadashi Ozawa, Nobuyuki Sakai, Asami Funatsu, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Nanoscale

      巻: 6 号: 23 ページ: 14419-14427

    • DOI

      10.1039/c4nr04830j

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular-scale hetero-assembly of redoxable hydroxide nanosheets and conductive graphene into superlattice composites for high-performance supercapacitors2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Xiaohe Liu, Jianbo Liang, Yoshio Bando, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Advanced Materials

      巻: 26 号: 24 ページ: 4173-4178

    • DOI

      10.1002/adma.201400054

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-yield preparation, versatile structural modification, and properties of layered cobalt hydroxide nanocones2014

    • 著者名/発表者名
      Xiaohe Liu , Renzhi Ma , Yoshio Bando , Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Advanced Functional Materials

      巻: 24 号: 27 ページ: 4292-4302

    • DOI

      10.1002/adfm.201400193

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gigantic Swelling of Inorganic Layered Materials: A Bridge to Molecularly Thin Two-Dimensional Nanosheets2014

    • 著者名/発表者名
      Bishnu Prasad Bastakoti, Yunqi Li, Masataka Imura, Nobuyoshi Miyamoto, Teruyuki Nakato, Takayoshi Sasaki, Yusuke Yamauchi
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 14 ページ: 5491-5500

    • DOI

      10.1021/ja501587y

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-nanosheet ultrathin capacitors assembled layer-by-layer via solution-based processes2014

    • 著者名/発表者名
      Chengxiang Wang, Minoru Osada, Yasuo Ebina, Bao-Wen Li, Kosho Akatsuka, Katsutoshi Fukuda, Wataru Sugimoto, Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      ACS Nano

      巻: 8 号: 3 ページ: 2658-2666

    • DOI

      10.1021/nn406367p

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] General insights into structural evolution of layered double hydroxide : Underlying aspects in topochemical transformation from brucite to layered double hydroxide2012

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Jianbo Liang, Xiaohe Liu, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 号: 48 ページ: 19915-19921

    • DOI

      10.1021/ja310246r

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of LDH Nanosheets and their Layer-by-Layer Assembly2012

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 雑誌名

      Kecent Patents on Nanotechnology

      巻: 6 号: 3 ページ: 159-168

    • DOI

      10.2174/187221012803531574

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of the coffee-ring effect by self-assembling graphene oxide and monolayer titania2012

    • 著者名/発表者名
      Pengzhan Sun, Renzhi Ma, Kun lin Wang, Minlin Zhong, Jinquan Wei, Dehai Wu, Takayoshi Sasaki, Hongwei Zhu
    • 雑誌名

      N anotechnology

      巻: 24 号: 7 ページ: 075601-075601

    • DOI

      10.1088/0957-4484/24/7/075601

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The formation of graphene-titania hybrid films and their resistance change under ultraviolet irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      Pengzhan Sun, Renzhi Ma, Minoru Osada, Takayoshi Sasaki, Jinquan Wei, Kunlin Wang, Dehai Wu, Yao Cheng, Hongwei Zhu,
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 50 号: 12 ページ: 4518-4523

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2012.05.035

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Graphene oxide/titania hybrid films with dual-UV-responsive surfaces of tunable wettability2012

    • 著者名/発表者名
      Pengzhan Sun, Miao Zhu, Renzhi Ma, Kunlin Wang, Jinquan Wei, Dehai Wu, Takayoshi Sasaki, Hongwei Zhu,
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 2 号: 29 ページ: 10829-10835

    • DOI

      10.1039/c2ra21699j

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遷移金属水酸化物ナノシートとグラフェンの複合化及び機能開発2015

    • 著者名/発表者名
      馬仁志、 マア ウェイ、劉小鶴、佐々木高義
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日本大学船橋キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Redoxable transition metal hydroxide nanostructures2015

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Wei Ma, Xiaohe Liu, Takayoshi Sasaki
    • 学会等名
      Symposium on Two-dimensional Nanomaterials 2015
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rational synthesis, molecular assembly and functional exploration of redoxable nanosheets and graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      IUPAC 10th International Conference on Novel Materials
    • 発表場所
      Zhengzhou, China
    • 年月日
      2014-10-10 – 2014-10-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Supercapacitors using redoxable nanosheets and graphene2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      GRAPCHINA2014 Conference
    • 発表場所
      Ningbo,China
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属水酸化物ナノ物質の溶液合成及び機能開発2014

    • 著者名/発表者名
      馬仁志
    • 学会等名
      日本ゾルゲル学会 第12回討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-08-07 – 2014-08-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional nanostructures and nanofilms based on layered transition metal hydroxides2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 学会等名
      E-MRS 2014 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Redoxable transition-metal hydroxide nanostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2014
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Solution-based synthesis and function exploration of layered transition-metal hydroxides: Control of valence state and coordination geometry2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      Solid State Chemistry Potpourri in Kyoto
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional nanomaterials derived from layered transition metal hydroxides2014

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遷移金属層状複水酸化物トボケミカル反応機構の考察2013

    • 著者名/発表者名
      馬仁志・梁建波・劉小鶴・佐々木高義
    • 学会等名
      日本化学会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県草津市)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Mechanistic study on topochemical transformation of redoxable transition-metal hy droxides2013

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば)
    • 年月日
      2013-02-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design and synthesis of transition-metal hydroxide nanomaterials2013

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      China Nano 2013
    • 発表場所
      Beijing International Convention Center, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Rational design and synthesis of transition-metal hydroxide nanostructures2013

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 学会等名
      IUPAC 9th International Conference on Novel Materials and Synthesis
    • 発表場所
      Fudan University, Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Soft chemical synthesis and reaction of layered hydroxides : Exfoliation for redoxable nanosheets2012

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 学会等名
      International Association of Colloid and Interface Scientists Conference (IACIS2012)
    • 発表場所
      仙台国際センター(仙台)
    • 年月日
      2012-05-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nanosheet : synthesis, characterization, properties and applications2012

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma
    • 学会等名
      NanoThailand 2012
    • 発表場所
      Pullman Khon Kaen Raja Orchid Hotel (Khon Kaen, Thailand)(招待講演)
    • 年月日
      2012-04-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] Nanosheets and nanocones derived from layered hydroxides, in Nanotubes and Nanosheets, eds. Ying(Ian) Chen2015

    • 著者名/発表者名
      Renzhi Ma, Takayoshi Sasaki
    • 総ページ数
      26
    • 出版者
      CRC press
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 超格子構造体、その製造方法およびそれを用いた電極材料2014

    • 発明者名
      馬仁志、佐々木高義、板東義雄
    • 権利者名
      馬仁志、佐々木高義、板東義雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-077997
    • 出願年月日
      2014-04-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 層状遷移金属水酸化物ナノコーンを単層剥離する方法、 遷移金属酸化物ナノコーンを製造する方法、および、遷移金属水酸化物ナノシートを用いた電極材料2014

    • 発明者名
      馬仁志、劉小鶴、佐々木高義、板東義雄
    • 権利者名
      馬仁志、劉小鶴、佐々木高義、板東義雄
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-181325
    • 出願年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi