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電子および光機能を有する水酸化物イオン伝導性層状複水酸化物の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25289230
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 無機材料・物性
研究機関北海道大学

研究代表者

忠永 清治  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90244657)

研究分担者 樋口 幹雄  北海道大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40198990)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2013年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード層状複水酸化物 / 水酸化物イオン伝導性 / 可視光応答性光触媒 / 酸素還元反応 / アルカリ形燃料電池 / 金属-空気二次電池 / 燃料電池 / 金属-空気電池 / 光触媒
研究成果の概要

色素増感太陽電池用色素として知られているEosin-Yを層間に含むZn-Al系層状複水酸化物(LDH)の薄膜が、色素増感太陽電池の電極として動作することおよびこの粉末が可視光照射下で光触媒活性を示すことを見出した。
層間に炭酸イオンを含む(Ni, Mn)-Al 系LDH および (Ni, Mn)-Fe 系LDHは、Mnを置換しない系よりも高いイオン伝導性を示すことがわかった。これらのLDHを触媒層に用いた空気極は、酸素還元反応において大きな還元電流を示した。Mg-Al系LDHを固体電解質として用いたアルカリ形水素-酸素燃料電池が動作することも確認した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち謝辞記載あり 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 2.無機水酸化物イオン伝導体の創製と応用2016

    • 著者名/発表者名
      忠永清治
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 84 号: 1 ページ: 31-34

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.84.31

    • NAID

      130005118465

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of Zn-;Al layered double hydroxide thin films intercalated with Eosin Y by hot water treatment of sol-gel derived precursor films2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga, J. Oi, M. Higuchi
    • 雑誌名

      J. Sol-Gel Sci. Techn.

      巻: 未定 号: 2 ページ: 303-307

    • DOI

      10.1007/s10971-016-4001-8

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of alkaline fuel cells using hydroxide-ion conductive layered double hydroxides2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga, K. Igarashi, T. Kubota, A. Miura, M. Higuchi,
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 69 号: 17 ページ: 385-389

    • DOI

      10.1149/06917.0385ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photocatalytic O2 evolution from water over Zn-Cr layered double hydroxides intercalated with inorganic anions2015

    • 著者名/発表者名
      Naoya Hirata, K. Tadanaga, M. Tatsumisago
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 62 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2014.11.013

    • NAID

      120005553670

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 再構築法を用いたMg-Al 系LDH 固体電解質の作製2016

    • 著者名/発表者名
      五十嵐滉平・三浦章・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Hydroxide ion conducition in layered double hydroxides and their application to electrochemical devices2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga
    • 学会等名
      Hokkaido University-University of California Berkeley Joint Symposium on Chemical Sciences and Engineering
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 年月日
      2016-01-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mg-Al系層状複水酸化物を固体電解質に用いた燃料電池の構築2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐滉平, 三浦章, 樋口幹雄, 忠永清治
    • 学会等名
      平成27年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      米沢
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Electrochemical Oxygen Separation Using Layered Double Hydroxides As Hydroxide Ion Conductor2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga, Y. Arishige, A. Hayashi, and M. Tatsumisago
    • 学会等名
      228th ECS Meeting
    • 発表場所
      Arizona, USA
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Alkaline Fuel Cells Using Hydroxide-Ion Conductive Layered Double Hydroxides2015

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga, K. Igarashi, T. Kubota, A. Miura, and M. Higuchi
    • 学会等名
      228th ECS Meeting
    • 発表場所
      Arizona, USA
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遷移金属を含む層状複水酸化物の合成と金属-空気二次電池材料への応用2015

    • 著者名/発表者名
      久保田高志・三浦章・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al系層状複水酸化物を固体電解質に用いた水素-酸素燃料電池の構築2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐滉平・三浦 章・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      2015年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      埼玉工業大学
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物の電気化学素子への応用2015

    • 著者名/発表者名
      忠永清治
    • 学会等名
      公開シンポジウム・層状複水酸化物の最新科学
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mg-Al 系層状複水酸化物を固体電解質に用いたアルカリ形燃料電池の構築とその評価2015

    • 著者名/発表者名
      五十嵐滉平・三浦 章・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2015年夏季研究発表会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ni-Mn-Fe系層状複水酸化物をアイオノマーとして用いた金属-空気二次電池空気極の特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      久保田 高志,三浦 章,樋口 幹雄,忠永 清治
    • 学会等名
      2015年電気化学会第82回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 温水処理を伴うゾル-ゲル法によるエオシンYを含むZn-Al系層状複水酸化物薄膜の作製と 応用2014

    • 著者名/発表者名
      忠永清治・大井隼一郎・樋口幹雄
    • 学会等名
      平成 26 年度 日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      秋田市にぎわい交流館AU
    • 年月日
      2014-11-06 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ni-Mn-Fe及びNi-Mn-Al系層状複水酸化物の合成とアルカリ形燃料電池への応用2014

    • 著者名/発表者名
      久保田高志,樋口幹雄,忠永清治
    • 学会等名
      2014年電気化学会秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hydroxide Ion Conduction in Layered Double Hydroxides and Their Application to Electrochemical Devices2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyoharu Tadanaga
    • 学会等名
      Nagoya Univ.-Tsinghua Univ.-Toyota Motor Corp.-Hokkaido Univ. Joint Symposium
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-07-21 – 2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] アルカリ形燃料電池への応用に向けたNi, Mn-Al 及びNi, Mn-Fe 系層状複水酸化物の作製と評価2014

    • 著者名/発表者名
      久保田高志・樋口幹雄・忠永清治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2014年夏季研究発表会
    • 発表場所
      苫小牧高専
    • 年月日
      2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] エオシンY を含むZn-Al 系層状複水酸化物薄膜の色素増感太陽電池電極への応用2014

    • 著者名/発表者名
      忠永清治、大井隼一郎、樋口幹雄
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2014年年会
    • 発表場所
      慶応大学(横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] エオシンY を含むZn-Al 系層状複水酸化物の光触媒特性2014

    • 著者名/発表者名
      平田直也、忠永清治、辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2014年年会
    • 発表場所
      慶応大学(横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 忠永清治、久保田高志、樋口幹雄2014

    • 著者名/発表者名
      Ni-Mn-Fe系層状複水酸化物のイオン導電性評価
    • 学会等名
      2014年電気化学会大81回大会
    • 発表場所
      関西大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水酸化物イオン伝導性を有するMg-Al系層状複水酸化物をセパレータ層に用いた金属-空気二次電池の作製2014

    • 著者名/発表者名
      有重裕司、窪大樹、忠永清治、林晃敏、辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      2014年電気化学会大81回大会
    • 発表場所
      関西大学(吹田市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 温水処理を伴うゾル-ゲル法によるエオシンYを含むZn-Al系層状複水酸化物薄膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      大井隼一郎、樋口幹雄、忠永清治
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Zn-Cr 系層状複水酸化物による水の光分解2013

    • 著者名/発表者名
      平田直也、忠永清治、辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第26回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      信州大学(長野市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of All-Solid-State Alkaline Fuel Cells Using Layred Double Hydroxides2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tadanaga
    • 学会等名
      Frontier Chemistry Center The 2nd International Symosium
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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