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カーボンナノウォールの構造制御による物性とその応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560807
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 金属物性
研究機関横浜市立大学

研究代表者

橘 勝  横浜市立大学, 生命ナノシステム科学研究科, 教授 (80236546)

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
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードカーボンナノウォール / ナノグラファイト / 燃料電池 / プラズマCVD / 白金代替触媒 / 酸素還元反応 / 白金電極触媒 / グラフェン / 白金触媒 / ナノカーボン / グラファイト / 非金属触媒 / ラマン分光 / 高圧合成
研究成果の概要

本研究における主な成果は下記の3つにまとめられる。(1)ドメインサイズの異なるカーボンナノウォール(CNW)を用いることによって、それに担持されるPt粒子のサイズを制御できることがわかった。その酸素還元反応(ORR)活性は市販触媒よりも優れていることがわかった。(2)衝撃圧縮急速冷却法によってCNWから透明グラファイトタイルといった新規材料の創製に成功した。(3)プラズマ化学気相蒸着法によってカーボンアロイ触媒の開発に成功した。特に、リニアスイープボルタモグラフにおける開始電圧は0.85 Vを超え、世界最高レベルのORR活性を得た。

報告書

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

    (50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 (33件) (うち招待講演 4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of the Raman spectra of polycrystalline graphene grown by chemical vapor deposition,2014

    • 著者名/発表者名
      Nagisa Hosoya, Yosuke Akaho, Miki Inoue, Satyaprakash Sahoo, and Masaru Tachibana
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 105 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4890388

    • 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] Synthesis of C70 two-dimensional nanosheets by liquid-liquid interfacial precipitation method2014

    • 著者名/発表者名
      Kana Osonoe, Ryosuke Kano, Kun'ichi Miyazawa, Masaru Tachibana,
    • 雑誌名

      J. Cryst. Growth

      巻: 401 ページ: 238-461

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.01.036

    • 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] Growth and FIB-SEM analyses of C60 microtubes vertically synthesized on porous alumina membranes2014

    • 著者名/発表者名
      Kun’ichi Miyazawa, Ryota Kuriyama, Shuichi Shimomura, Takatsugu Wakahara and Masaru Tachibana
    • 雑誌名

      J. Cryst. Growth

      巻: 388 ページ: 5-11

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2013.11.009

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic constants in orthorhombic hen egg-white lysozyme crystals,2014

    • 著者名/発表者名
      N. Kitajima, S. Tsukashima, D. Fujii, M. Tachibana, H. Koizumi, K. Wako and K. Kojima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 89 号: 1 ページ: 127141-127146

    • DOI

      10.1103/physreve.89.012714

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dislocations in High-quality Glucose Isomerase Crystals Grown from Seed Crystals2014

    • 著者名/発表者名
      Koizumi, Haruhiko; Tachibana, Masaru; Yoshizaki, Izumi; Fukuyama, Seijiro; Tsukamoto, Katsuo; Suzuki, Yoshihisa; Uda, Satoshi; Kojima, Kenichi
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 14 号: 10 ページ: 5111-5116

    • DOI

      10.1021/cg500731v

    • 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] Control of Subgrain Formation in Protein Crystals by the Application of an External Electric Field,2014

    • 著者名/発表者名
      H. Koizumi, S. Uda, K. Fujiwara, M. Tachibana, K. Kojima, and J. Nozawa
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 14 号: 11 ページ: 5662-5667

    • DOI

      10.1021/cg500946b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transparent graphitic tiles synthesized from carbon nanowalls by shock compression and rapid quenching2013

    • 著者名/発表者名
      K. Nakamura, T. Atou, K. Niwase, K.G. Nakamura, A. Yoshimura, M. Tanimura, K. Kobayashi, and M. Tachibana
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physcs

      巻: 113 号: 4 ページ: 44313-44313

    • DOI

      10.1063/1.4789609

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書 2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural characterization of the C60 nanowhiskers heat-treated at high temperatures for potential superconductor application2013

    • 著者名/発表者名
      K. Miyazawa, C. Hirata, R. Kano, T. Wakahara, H. Takeya, T. Yamaguchi, Y. Takano, J. Tang, Y. Lin and M. Tachibana
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 38 ページ: 517-520

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of laser irradiation on few-layer graphene in air probed by Raman spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Nagisa Hosoya, Makoto Tanimura and Masaru Tachibana
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 38 ページ: 579-583

    • NAID

      130005004257

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth rate measurements of lysozyme crystals under microgravity conditions by laser interferometry2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshizaki, I.
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 84 号: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1063/1.4826090

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of crystal quality for tetragonal hen egg white lysozyme crystals under application of an external alternating current electric field2013

    • 著者名/発表者名
      H. Koizumi, S. Uda, K. Fujiwara, M. Tachibana, K. Kojima, & J. Nozawa
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 46(1) 号: 1 ページ: 25-29

    • DOI

      10.1107/s0021889812048716

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Masaru Tachibana and Kenichi Kojima Digital topography with an X-ray CCD camera for characterizing perfection in protein crystals2012

    • 著者名/発表者名
      Kei Wako, Kunio Kimura, Yu Yamamoto, Takuya Sawaura, Mengyuan Shen
    • 雑誌名

      Journal of Applied Crystallography

      巻: 45 号: 5 ページ: 1009-1014

    • DOI

      10.1107/s0021889812032049

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atomic force microscopy and Raman spectroscopy study of the early stages of carbon nanowall growth by dc plasma-enhanced chemical vapor deposition2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Yoshimura, Hirofumi Yoshimura, Seog Chul Shin, Ken-ichi Kobayashi, Makoto Tanimura, Masaru Tachibana
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 50 号: 8 ページ: 2698-2702

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2012.02.026

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二次元ナノ炭素物質カーボンナノウォール─構造・物性・応用─2012

    • 著者名/発表者名
      橘 勝,山田重樹
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 2012 号: 255 ページ: 280-291

    • DOI

      10.7209/tanso.2012.280

    • NAID

      130003304121

    • ISSN
      0371-5345, 1884-5495
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カーボンナノチューブへのレーザ照射によるポリアセチレンの生成2012

    • 著者名/発表者名
      橘 勝、袴塚麻里
    • 雑誌名

      レーザ加工学会誌

      巻: 19 ページ: 222-225

    • NAID

      40019591656

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゲル中成長のタンパク質結晶の力学的性質2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木 凌
    • 学会等名
      第70回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルコールCVD法を用いた絶縁体基板上へのナノカーボンの生成2015

    • 著者名/発表者名
      辻本 茉里奈
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 炭素含有ガス不使用の熱CVD法によるグラフェン生成法2015

    • 著者名/発表者名
      森迫 詩陽
    • 学会等名
      第48回日本フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      東大
    • 年月日
      2015-02-21 – 2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノウォールのラマンスペクトルの温度依存測定2014

    • 著者名/発表者名
      井上 未来
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] C60ナノウィスカーを用いた電界効果トランジスタのキャリア移動度と閾値電圧の温度依存性2014

    • 著者名/発表者名
      小薗江 佳菜
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] C60(Ferrocene)2ナノシートの圧力誘起相転移2014

    • 著者名/発表者名
      嘉藤 恭平
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 炭素含有ガス不使用の熱CVDによるグラフェン生成2014

    • 著者名/発表者名
      森迫 詩陽
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルコールCVD法によるサファイア上のグラフェン膜生成2014

    • 著者名/発表者名
      辻本 茉里奈
    • 学会等名
      第24回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X線トポグラフィによるグルコースイソメラーゼ結晶評価2014

    • 著者名/発表者名
      岸健晴
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大学春日井キャンパス
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pressure-induced phase transition of C60(Fc)2 nanosheet2014

    • 著者名/発表者名
      嘉藤 恭平
    • 学会等名
      第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of the Raman spectra of CVD-derived graphene films2014

    • 著者名/発表者名
      井上未来
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies-The IUMRS International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      福岡大
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Potential Applications of Carbon Nanowalls for Energy Devices2014

    • 著者名/発表者名
      Masaru Tachibana
    • 学会等名
      2014 EMN Spring meeting (Energy Material Nanotechnology
    • 発表場所
      Las Vegas, NV, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] カーボンナノウォールの衝撃圧縮法による透明グラファイトの合成2014

    • 著者名/発表者名
      嘉藤恭平、中村和貴、阿藤敏行、庭瀬敬右、中村一隆、橘勝
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] C60ナノウィスカーの液中UV照射と構造2014

    • 著者名/発表者名
      鹿野亮祐、若原孝次、宮澤薫一、橘勝
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 「Growth and structure of nitrogen-doped carbon nanowalls plasma-enhanced chemical vapor deposition」2013

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, A. Yoshimura, M. Tachibana
    • 学会等名
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy ICCGE-17
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth of C70 nanosheet crystals by Liquid-Liquid Interfacial Precipitation Method2013

    • 著者名/発表者名
      K. Osonoe, R. Kano and Masaru Tachibana
    • 学会等名
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy ICCGE-17
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] リゾチーム結晶の塑性2013

    • 著者名/発表者名
      塚島史朗・若生啓・小島謙一・橘勝
    • 学会等名
      第43回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター(TOiGO内)、長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 液-液界面析出法によるC70ナノシートの育成2013

    • 著者名/発表者名
      小薗江佳菜・鹿野亮祐・坪川誠・橘勝
    • 学会等名
      第43回結晶成長国内会議
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター(TOiGO内)、長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ラマン分光法を用いたカーボンナノウォールの結晶子サイズの同定2013

    • 著者名/発表者名
      速水義仁、井上未来、橘勝
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なるドメインサイズをもつグラフェンのラマンスペクトルの温度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      細谷渚、橘勝
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノウォールの成長過程と構造評価2013

    • 著者名/発表者名
      速水義仁、井上未来、橘勝
    • 学会等名
      第40回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      京都教育文化センター、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃圧縮法による透明グラファイトの合成2013

    • 著者名/発表者名
      中村和貴・阿藤敏行・中村一隆・庭瀬敬右・橘勝
    • 学会等名
      第40回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      京都教育文化センター、京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Potential Applications of Carbon Nanowalls for Energy Devices2013

    • 著者名/発表者名
      中村和貴・阿藤敏行・庭瀬敬右・中村一隆・橘勝
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館 他、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Photopolymerization of C60 Nanowhiskers Prepared by The Static LLIP Method2013

    • 著者名/発表者名
      鹿野亮祐,宮澤薫一,橘勝
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館 他、神奈川県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] カーボンナノウオールの特異な構造とその成長過程2013

    • 著者名/発表者名
      橘 勝
    • 学会等名
      平成24年度日本表面科学会東北・北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      日本大学、郡山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 衝撃圧縮法によってカーボンナノウォールから生成された透明グラファイトタイル2013

    • 著者名/発表者名
      中村 和貴, 阿藤 敏行, 庭瀬 敬右, 中村 一隆, 橘 勝
    • 学会等名
      第44回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 液―液界面析出法によるC70ナノシートの合成2013

    • 著者名/発表者名
      小薗江 佳菜, 鹿野 亮祐, 橘 勝
    • 学会等名
      第44回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン
    • 発表場所
      東京大学、東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural characterization of carbon nanowalls and its potential applications in energy devices2012

    • 著者名/発表者名
      Masaru Tachibana
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC-6)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structural features of Carbon Nanowalls and their Potential Applications in Energy Devices2012

    • 著者名/発表者名
      Masaru Tachibana
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies (IUMRS) International conference on Electronic Materials 2012 (IUMRS-ICEM 2012)
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Pt担持カーボンナノウオールの作製とその特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      申 錫澈 他
    • 学会等名
      日本金属学会2012年秋期(第151回)大会
    • 発表場所
      愛媛大学、松山
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Transformation of carbon nanowall to amorphous diamond by shock compression and rapid quenching2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Nakamura et al.
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials (ICDCM2012)
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of laser irradiation on the Raman spectra of graphene2012

    • 著者名/発表者名
      Nagisa Hosoya et al.
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials (ICDCM2012)
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth of star-shaped C60 nanosheets2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yoshida et al.
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials (ICDCM2012)
    • 発表場所
      Granada, Spain
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] リチウムイオン電池用負極材料及びそれを用いた急速充放電型リチウムイオン電池2013

    • 発明者名
      橘勝、棚池修
    • 権利者名
      橘勝、棚池修
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-11-22
    • 取得年月日
      2013-11-22
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 酸素還元触媒、酸素還元電極及び燃料電池2013

    • 発明者名
      吉村昭彦、松尾貴寛、河口紀仁、義久久美子、橘勝、シン ソクチョル
    • 権利者名
      公立大学法人横浜市立大学、株式会社IHI
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-021911
    • 出願年月日
      2013-02-07
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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