水素リサイクル貯蔵体としてのフラーレンの応用

• 研究課題/領域番号: 24654177
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 遊佐 斉 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端材料プロセスユニット, 主幹研究員 (10343865)
• 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: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: フラーレン / 超臨界流体 / 高圧高温 / カーボンナノボール / 水素 / 高圧

研究成果の概要

水素分子の吸着・脱離に関する研究は、金属間化合物への吸蔵・放出という金属材料分野での研究が主となっている。本研究では、ナノ物質であるフラーレンおよび水素化フラーレンに注目した。高温高圧水素流体中で水素が吸着することによる水素化フラーレンが生成する過程、およびアルゴン流体化で水素の脱離する過程を追跡した。その結果、水素化フラーレンは吸着過程ではなく、溶解再析出により生成することが観察された。さらに、セレンディピティな結果として、水素化フラーレンは高温アルゴン中で、速やかに融解し、カーボンナノボール(CNB)を生成することが明らかとなった。CNBは導電性ナノベアリング等の応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] High-pressure high-temperature transitions in MgCr2O4 and crystal structures of new Mg2Cr2O5 and post-spinel MgCr2O4 phases with implications for ultra-high pressure chromitites in ophiolites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ishii, Hiroshi Kojitani, Kiyoshi Fujino, Hitoshi Yusa, Daisuke Mori, Yoshiyuki Inaguma
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 100 号: 1 ページ: 59-65
  • DOI: 10.2138/am-2015-4818
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-pressure phase behaviors of ZnTiO3:ilmenite-perovskite transition, decomposition of perovskite into constituent oxides, and perovskite-lithium niobate transition (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Akaogi, K. Abe, H. Yusa, H. Kojitani, D. Mori, Y. Inaguma
  • 雑誌名: Phys. Chem. Minerals 巻: in press 号: 6 ページ: 421-429
  • DOI: 10.1007/s00269-015-0733-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Postperovskite Phase Transition of ZnGeO3: Comparative Crystal Chemistry of Postperovskite Phase Transition from Germanate Perovskites (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yusa, T. Tsuchiya, M. Akaogi, H. Kojitani, D. Yamazaki, N. Hirao, Y. Ohishi, and T. Kikegawa
  • 雑誌名: Inorganic Chemistry 巻: 53 号: 21 ページ: 11732-11739
  • DOI: 10.1021/ic501958y
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure transitions in NaZnF3 and NaMnF3 perovskite-postperovskite transitions in ABX3 fluorides and oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Akaogi, Y. Shirako, H. Kojitani, T. Nagakari, H. Yusa, K. Yamaura
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: 228 ページ: 160-169
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2013.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absence of Metallic Conductivity in Tetragonal and Cubic PbVO3 at High Pressure (2014)
  • 著者名/発表者名: A.A. Belik, T. Yamauchi, H. Ueda, Y. Ueda, H. Yusa, N. Hirao, M. Azuma
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 83 号: 7 ページ: 074711-074711
  • DOI: 10.7566/jpsj.83.074711
  • NAID: 210000133192
  • 査読あり
• [雑誌論文] ポストペロブスカイト型酸化物およびフッ化物の高圧合成と結晶化学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 糀谷浩, 白子雄一, 遊佐斉, 赤荻正樹
  • 雑誌名: 高圧力の科学と技術 巻: 24 ページ: 204-211
  • NAID: 130004690975
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-pressure synthesis and compressive behavior of tantalum nitrides (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusa, H., Kawamura, F., Taniguchi, T., Hirao, N., Ohishi, Y., Kikegawa, T.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 115 号: 10 ページ: 103520-7
  • DOI: 10.1063/1.4867986
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct responses to mechanical grinding and hydrostatic pressure in luminescent chroism of tetrathiazolythiophene (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Nagura, S. Saito, H. Yusa, H. Yamawaki, H. Fujihisa, H. Sato, Y. Shimoikeda, S. Yamaguchi
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 135 号: 28 ページ: 10322-10325
  • DOI: 10.1021/ja4055228
  • 査読あり
• [学会発表] レーザー加熱ダイヤモンドアンビルセルによる高圧下物質探索研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遊佐 斉
  • 学会等名: 日本材料学会 極限環境フォーラム
  • 発表場所: 山形大学工学部講義棟
  • 年月日: 2015-05-23 – 2015-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] 5d窒化物における超硬物質探索研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 川村史朗, 谷口尚, 亀卦川卓美
  • 学会等名: 第32回PFシンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-03-17 – 2015-03-18
• [学会発表] サイアロン蛍光体の圧力依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 廣崎尚登, 平尾直久, 大石泰生
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] ZnSnO3の高圧下X線回折および相関係の検証 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 村田秀信, 谷口尚, 田中功
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] 高圧相TaN焼結体の作製と硬さ評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川村史朗, 遊佐斉, 谷口尚
  • 学会等名: 第55回高圧討論会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2014-11-22 – 2014-11-24
• [学会発表] ZnTiO3イルメナイト-ぺロブスカイト転移と ぺロブスカイトの高圧分解反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤荻正樹, 阿部航平, 遊佐斉, 糀谷浩, 森大輔, 稲熊宣之
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪北キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Bulk modulus and hardness of high-pressure polymorphs in tantalum nitrides and tantalum carbide (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Yusa, F. Kawamura, T. Taniguchi, N. Hirao, Y. Ohishi, T. Kikegawa
  • 学会等名: 52nd EHPRG International Meeting
  • 発表場所: Manufacture de Tabacs,Lyon,France
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 窒化タンタルの体積弾性率 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 亀掛川卓美
  • 学会等名: 物構研サイエンスフェスタ2013 - KEK
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカル,つくば市
• [学会発表] 水素化フラーレンからのカーボンナノボール合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 鈴木敏弘
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ, 新潟市
• [学会発表] 窒化タンタルの合成と圧縮率測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 遊佐斉, 川村史朗, 谷口尚, 平尾直久, 大石泰生, 亀掛川卓美
  • 学会等名: 第54回高圧討論会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ, 新潟市
• [学会発表] Search for Polar LiNbO3-Type Compounds (2013)
  • 著者名/発表者名: A. A. Belik, 古林孝夫, 遊佐斉, 室町英治
  • 学会等名: 2013 IEEE―UFFC joint symposia
  • 発表場所: Prague Congress Centre,Prague,Czech Republic
• [産業財産権] カーボンナノボール及びその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 遊佐斉
  • 権利者名: 物質・材料研究機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-063238
  • 出願年月日: 2013-03-26