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高エネルギーイオンビームによる金属ナノ細線の形成と燃料電池触媒への展開

研究課題

研究課題/領域番号 24561047
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 原子力学
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

八巻 徹也  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (10354937)

連携研究者 山本 春也  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (70354941)
箱田 照幸  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (70354933)
百合 庸介  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究副主幹 (90414565)
研究協力者 寺井 隆幸  東京大学, 工学系研究科, 教授
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
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードイオンビーム / 潜在飛跡 / 電子励起効果 / 放射線還元 / 金属ナノ細線 / 電極触媒 / 固体高分子形燃料電池
研究成果の概要

高エネルギーイオンビーム飛跡に沿って形成される円柱状の微小空間(いわゆる潜在飛跡)を金属イオンの還元場として金属ナノ細線を形成させ、固体高分子形燃料電池用の酸素還元触媒への応用可能性を探索した。元素の化学状態分析と電子顕微鏡観察によって、潜在飛跡内では還元反応が効率的に進行すること、金属ナノ細線の形態は潜在飛跡の構造を反映していることがそれぞれ示唆された。

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

    (38件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 6件) 産業財産権 (7件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Imidazolium Cation Based Anion-Conducting Electrolyte Membranes Prepared by Radiation Induced Grafting for Direct Hydrazine Hydrate Fuel Cells2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimura, H. Koshikawa, T. Yamaki, H. Shishitani, K. Yamamoto, S. Yamaguchi, H. Tanaka, Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 161 号: 9 ページ: F889-F893

    • DOI

      10.1149/2.0511409jes

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Affinity of ion-exchange membranes for HI-I2-H2O mixture2014

    • 著者名/発表者名
      N. Tanaka, T. Yamaki, M. Asano, T. Terai, K. Onuki
    • 雑誌名

      Journal of Membrane Science

      巻: 456 ページ: 31-41

    • DOI

      10.1016/j.memsci.2014.01.012

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of Tungsten Carbide Nanoparticles by Ion Implantation and Electrochemical Etching2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, T. Yamaki, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 314 ページ: 149-152

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.052

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ion-Track Membranes of Fluoropolymers: Toward Controlling the Pore Size and Shape2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, N. Nuryanthi, H. Koshikawa, M. Asano, S. Sawada, T. Hakoda, Y. Maekawa, K.-O. Voss, D. Severin, T. Seidl, C. Trautmann, R. Neumann
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 314 ページ: 77-81

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.028

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Counter Anion Effect on the Properties of Anion-Conducting Polymer Electrolyte Membranes Prepared by Radiation-Induced Graft Polymerization2013

    • 著者名/発表者名
      H. Koshikawa, K. Yoshimura, W. Sinnananchi, T. Yamaki, M. Asano, K. Yamamoto, S. Yamaguchi, H. Tanaka, Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Macromolecular Chemistry and Physics

      巻: 214 号: 15 ページ: 1756-1762

    • DOI

      10.1002/macp.201300225

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Applied-Voltage Dependence on Conductometric Track Etching of Poly(vinylidene fluoride) Films2013

    • 著者名/発表者名
      N. Nuryanthi, T. Yamaki, H. Koshikawa, M. Asano, S. Sawada, S. Hasegawa, Y. Maekawa, Y. Katsumura
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 314 ページ: 95-98

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.035

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microscopic Evaluation of the Absolute Fluence Distribution of a Large-Area Uniform Ion Beam Using the Track-Etching Technique2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kitamura (Ogawa), T. Yamaki, Y. Yuri, S. Sawada, T. Yuyama
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: 314 ページ: 47-50

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.05.027

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle Formation by Tungsten Ion Implantation into Glassy Carbon2013

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, T. Yamaki, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 38 ページ: 81-84

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Structure Analysis of Graft-Type Polymer Electrolyte Membranes Consisting of Cross-Linked Polytetrafluoroethylene by Small-Angle Scattering in a Wide-Q Range2012

    • 著者名/発表者名
      H. Iwase, S. Sawada, T. Yamaki, S. Koizumi, M. Ohnuma, Y. Maekawa
    • 雑誌名

      Macromolecules

      巻: 45 号: 22 ページ: 9121-9127

    • DOI

      10.1021/ma301415r

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Nanopore Evolution in Track-Etched Poly(vinylidene fluoride) Membranes2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, N. Nuryanthi, H. Koshikawa, M. Asano, S. Sawada, S. Hasegawa, Y. Maekawa, K.-O. Voss, C. Trautmann, R. Neumann
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 37 ページ: 223-226

    • NAID

      130003399088

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkaline Durable Anion Exchange Membranes Based on Graft-Type Fluoropolymer Films for Hydrazine Hydrate Fuel Cell2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimura, H. Koshikawa, T. Yamaki, Y. Maekawa, K. Yamamoto, H. Shishitani, K. Asazawa, S. Yamaguchi, H. Tanaka
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 50 号: 2 ページ: 2075-2081

    • DOI

      10.1149/05002.2075ecst

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-Situ Analysis of Ion-Beam-Induced Degradation and Post-Irradiation Oxidation in Poly(vinylidene fluoride)2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, M. Asano, H. Koshikawa, Y. Maekawa, D. Severin, T. Seidl, C. Trautmann
    • 雑誌名

      GSI Scientific Report

      巻: 2011 ページ: 420-420

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ar イオン照射によるグラッシーカーボン担持Pt ナノ微粒子触媒の高性能化2015

    • 著者名/発表者名
      木全哲也、加藤翔、八巻徹也、山本春也、箱田照幸、小林知洋、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      日本原子力学会2015年春の年会
    • 発表場所
      茨城大学日立キャンパス(茨城県・日立市)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Beam Technology: Catalytic Materials Prepared by Ion Beam Irradiation for Electrochemical Device Applications2015

    • 著者名/発表者名
      20.T. Yamaki, S. Kato, T. Kimata, S. Yamamoto, T. Hakoda, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 学会等名
      The 10th Workshop on Reactive Metal Processing (RMW10)
    • 発表場所
      Cambridge (USA)
    • 年月日
      2015-03-20 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fluoropolymer-Based Nanostructures Created by Swift-Heavy-Ion Irradiation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki
    • 学会等名
      6th Asian Forum for Accelerators and Detectors (AFAD 2015)
    • 発表場所
      Hsinchu (Taiwan)
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオンビームによる燃料電池用Pt ナノ微粒子触媒の高性能化 -グラッシーカーボン基板へのAr イオン照射が及ぼす影響-2014

    • 著者名/発表者名
      木全哲也、加藤翔、八巻徹也、山本春也、箱田照幸、小林知洋、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      日本化学会関東支部群馬地区地域懇談会2014
    • 発表場所
      群馬大学桐生キャンパス(群馬県・桐生市)
    • 年月日
      2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ar イオン照射されたグラッシーカーボン基板におけるPt ナノ微粒子触媒の担持状態2014

    • 著者名/発表者名
      木全哲也、加藤翔、八巻徹也、山本春也、箱田照幸、小林知洋、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      第24回日本MRS 年次大会
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川県・横浜市)
    • 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] Creation of Fluoropolymer-Based Nanostructures by Swift-Heavy-Ion Irradiation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki
    • 学会等名
      International Conference on Swift Heavy Ions in Materials and Engineering and Characterization (SHIMEC 2014)
    • 発表場所
      New Delhi (India)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Interaction of Energetic Metal Ions with Glassy Carbon Substrate: Comparison between Implanted Tungsten and Platinum Ions2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, S. Kato, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A.Suzuki, T. Terai
    • 学会等名
      International Conference on Swift Heavy Ions in Materials and Engineering and Characterization (SHIMEC 2014)
    • 発表場所
      New Delhi (India)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nanostructured Proton-Conductive Membranes Prepared by Swift Heavy Ion Irradiation for Fuel Cell Applications2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki
    • 学会等名
      The 15th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県・福岡市)
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Interaction in Tungsten-Implanted Glassy Carbon2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, S. Kato, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Radiation Effects in insulators (REI-2013)
    • 発表場所
      University of Helsinki (Finland)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 高エネルギー重イオンビームによる燃料電池用ナノ構造制御電解質膜の開発:プロトン伝導性の照射イオン依存性2013

    • 著者名/発表者名
      八巻徹也、関根敏彦、澤田真一、越川 博、鈴木晶大、寺井隆幸、浅野雅春、前川康成
    • 学会等名
      日本膜学会第35年会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ケミルミネッセンス法による放射線グラフト膜の熱劣化特性解析2013

    • 著者名/発表者名
      澤田真一、八巻徹也、浅野雅春、前川康成、佐藤 哲、山田理恵
    • 学会等名
      マテリアルライフ学会第24回研究発表会
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学松ヶ崎キャンパス(京都)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン注入法による Pt ナノ微粒子の作製(1):作製方法と形態2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔、八巻徹也、山本春也、箱田照幸、川口和弘、小林知洋、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      2013年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン注入法による Pt ナノ微粒子の作製(2):電気化学特性2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔、八巻徹也、山本春也、箱田照幸、川口和弘、小林知洋、鈴木晶大、寺井隆幸
    • 学会等名
      2013年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Ion-Track Membranes of Fluoropolymers: Toward Control of Pore Size and Shape2013

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, N. Nuryanthi, H. Koshikawa, M. Asano, S. Sawada, T. Hakoda, Y. Maekawa, K.-O. Voss, D. Severin, T. Seidl, C. Trautmann and R. Neumann
    • 学会等名
      第23回日本MRS年次大会(国際シンポジウム)
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(神奈川)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜の作製 -潜在飛跡の構造と前処理効果-

    • 著者名/発表者名
      八巻徹也、ヌリヤンティ ヌヌン、越川博、澤田真一、箱田照幸、浅野雅春、前川康成、フォス カイ-オッベ、ゼヴァリン ダニエル、ゼイドル ティム、トラウトマン クリスティーナ
    • 学会等名
      膜シンポジウム2012
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Preparation of Tungsten Carbide Nanoparticles by Ion Implantation and Electrochemical Etching

    • 著者名/発表者名
      S. Kato, T. Yamaki, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 学会等名
      8th International Symposium on Swift Heavy Ions in Matter (SHIM2012)
    • 発表場所
      Kyoto University (Japan)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射線グラフト重合法と燃料電池用高分子電解質膜の開発:経緯と新しい展開

    • 著者名/発表者名
      八巻徹也
    • 学会等名
      第55回放射線化学討論会
    • 発表場所
      モンタナリゾート岩沼(宮城)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nanoparticles of Tungsten Carbides Prepared by Tungsten-Ion Implantation in Glassy Carbon

    • 著者名/発表者名
      T. Yamaki, S. Kato, S. Yamamoto, T. Hakoda, K. Kawaguchi, T. Kobayashi, A. Suzuki, T. Terai
    • 学会等名
      18th International Conference on Ion Beam Modifications of Materials (IBMM 2012)
    • 発表場所
      InterContinental Qingdao (China)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 「量子ビーム」を利用した有機機能薄膜の創製

    • 著者名/発表者名
      八巻徹也
    • 学会等名
      第6 回自己組織化討論会
    • 発表場所
      つくばセミナーハウス(茨城)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] 微量白金担持セリアナノワイヤ及びその製造方法2015

    • 発明者名
      森 利之、鈴木彰、小林知洋、山本春也、箱田照幸、八巻徹也
    • 権利者名
      物質・材料研究機構、理化学研究所、日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-009968
    • 出願年月日
      2015-01-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 多孔性高分子フィルムの製造方法および多孔性高分子フィルム2014

    • 発明者名
      村木勇三、越川博、八巻徹也、百合庸介、湯山貴裕、石坂和久
    • 権利者名
      日東電工株式会社、日本原子力研究開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2014-194358
    • 出願年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] アニオン伝導電解質膜及びその製造方法2013

    • 発明者名
      吉村公男、越川博、八巻徹也、前川康成、猪谷秀幸、田中裕久ら
    • 権利者名
      吉村公男、越川博、八巻徹也、前川康成、猪谷秀幸、田中裕久ら
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-12-26
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] Anion Exchange Membrane and Producing Method Thereof2013

    • 発明者名
      K. Yoshimura, T. Yamaki et al.
    • 権利者名
      K. Yoshimura, T. Yamaki et al.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-08-28
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 多孔性高分子フィルムの製造方法および多孔性高分子フィルム2013

    • 発明者名
      古山了、森山順一、長井陽三、百合庸介、湯山貴裕、八巻徹也ら
    • 権利者名
      日東電工株式会社、日本原子力開発機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-067306
    • 出願年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [産業財産権] Anion Conducting Electrolyte Membrane and Manufacturing Method Thereof2013

    • 発明者名
      K. Yoshimura, T. Yamaki et al.
    • 権利者名
      日本原子力開発機構、ダイハツ工業株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-03-05
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] アニオン伝導電解質膜およびその製造方法2012

    • 発明者名
      吉村公男、越川博、八巻徹也、浅野雅春、前川康成、猪谷秀幸ら
    • 権利者名
      日本原子力開発機構、ダイハツ工業株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2012-192620
    • 出願年月日
      2012-08-31
    • 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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