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大気圧コロナ放電による中温域プロトン伝導体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25630270
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関北海道大学

研究代表者

西井 準治  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (60357697)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード燃料電池 / プロトン伝導体 / ガラス / 機能性ガラス / プロトン / プロトン伝導 / イオン置換 / 水素 / コロナ放電
研究成果の概要

大気圧コロナ放電によるリン酸塩ガラス中へのプロトンの導入に挑戦した。耐候性に優れたNa2O-Nb2O5-P2O5系ガラスを溶融法によって作製し、0.5mm厚に研磨した後に、400℃の水素雰囲気中でコロナ放電処理を行った。約50時間の処理を継続したところ、0.5mm厚全域が変質することを見出した。しかしながら、初期含有量の50%のNa+がガラス中に残留した。原因はNb5+の一部がNb4+に還元され、電子伝導が優先したためである。よって、還元されにくい元素で構成される組成の開発が必要であることが分かった。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Proton conducting tungsten phosphate glass and its application in intermediate temperature fuel cells2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, S. Suzuki, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe and T. Omata
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 262 ページ: 856-859

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2013.10.055

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Accelerated formation of sodium depletion layer on soda lime glass surface by corona discharge treatment in hydrogen atmosphere2014

    • 著者名/発表者名
      Keiga Kawaguchi, Hiroshi Ikeda, Daisuke Sakai, Shiro Funatsu, Keiichiro Uraji, Kiyoshi Yamamoto, Toshio Suzuki, Kenji Harada, Junji Nishii
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 300 ページ: 149-153

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2014.02.024

    • 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] Electrochemical substitution of sodium ions with protons in phosphate glass to fabricate pure proton conducting glass at intermediate temperatures2014

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, J. Nishii, T. Ymashita, H. Kawazoe and T. Omata
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry A

      巻: 2 号: 11 ページ: 3940-3947

    • DOI

      10.1039/c3ta14561a

    • 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] Mechanism of hologram formation on glass surface by recording technique with corona discharge2014

    • 著者名/発表者名
      D. Kobayashi, Y. Yamamoto, K. Yamamoto, S. Funatsu, K. Harada and J. Nishii
    • 雑誌名

      Journal of Surface Anaiysis

      巻: 20 号: 12 ページ: 223-229

    • DOI

      10.1364/ao.13.002934

    • NAID

      130007699913

    • 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] Deformable silicone grating fabricated with a photo-imprinted polymer mold2014

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, J. Nishii and M. Saito
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4861198

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling and imprint fabrication of an infrared wire-grid polarizer with an antireflection grating structure2014

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, N. Yamashita, T. Einishi, M. Saito, K. Fukumi and J. Nishii
    • 雑誌名

      Infrared Physics & Technology

      巻: 64 ページ: 13-17

    • DOI

      10.1016/j.infrared.2014.01.002

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of demolding force for glass-imprint process2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ikeda, H. Kasa, H. Nishiyama and J. Nishii
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 383 ページ: 66-70

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2013.04.055

    • NAID

      120005446627

    • 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] Generation of alkali-free and high-proton concentration layer in a soda lime glass using non-contact corona discharge2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ikeda, D. Sakai, S. Funatsu, K. Yamamoto, T. Suzuki, K. Harada and J. Nishii
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 6

    • DOI

      10.1063/1.4817760

    • NAID

      120005326752

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature fabrication of fine structures on glass using electrical nanoimprint and chemical etching2013

    • 著者名/発表者名
      N. Ikutame, K. Kawguchi, H. Ikeda, D. Sakai, K. Harada, S. Funatsu and J. Nishii
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 114 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4819321

    • NAID

      120005342538

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Metal Quality for Grating Coupled Surface Plasmon Resonance2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shibata, H. Ikeda, H. Nishiyama, K. Tawa and J. Nishii
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 48 ページ: 179-183

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.07.029

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of demolding force by parallel mold press for glass imprint2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ikeda, H. Kasa, H. Mayama, H. Nishiyama and J. Nishii
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 48 ページ: 109-112

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.07.018

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Substitution of Sodium Ions in Tungsten Phosphate Glass with Protons2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ishiyama, S. Suzuki, J. Nishii, T. Yamashita, H. Kawazoe and T. Omata
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 160 号: 11 ページ: E143-E147

    • DOI

      10.1149/2.093311jes

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Proton implantation into tungsten phosphate glass using corona discharging2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shoji, H. Ikeda, H. Mayama, H. Nishiyama and J. Nishii
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 48 ページ: 81-84

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2013.07.013

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Incident angle and temperature dependence of WSi wire-grid polarizer2013

    • 著者名/発表者名
      I. Yamada, J. Nishii and M. Saito
    • 雑誌名

      Infrared Physics & Technology

      巻: 63 ページ: 92-96

    • DOI

      10.1016/j.infrared.2013.12.009

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NaO1/2-LaO3/2-PO5/2-GeO2系ガラスの Na+-H+置換とプロトン伝導性評価2015

    • 著者名/発表者名
      木下 拓也、川口 慶雅、宮崎 篤、海住 英生、西井 準治、山口 拓哉、小俣 孝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] NaO1/2-CaO-LaO3/2-GeO2-PO5/2系ガラスのアルカリ-プロトン置換とイオン伝導度2015

    • 著者名/発表者名
      宮崎 篤、川口 慶雅、海住 英生、西井 準治、山口 拓哉、小俣 孝久
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年年会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県・岡山市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] コロナ放電によるアルミノシリケートガラスへのプロトン導入2014

    • 著者名/発表者名
      川口 慶雅、海住 英生、西井 準治
    • 学会等名
      第55回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・大田区)
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electrical imprint for micro- and nano-structure fabrications on glass2014

    • 著者名/発表者名
      J. Nishii
    • 学会等名
      Advanced Architectures in Photonics 2014
    • 発表場所
      Prague(Czech Republic)
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Periodic structure optical components fabricated by nanoimprint process2014

    • 著者名/発表者名
      J. Nishii
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Ultrafast Laser Optoelectronics
    • 発表場所
      Jilin (China)
    • 年月日
      2014-07-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電圧印加インプリントによるガラス表面への微細構造形成2014

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴浩、生田目 直季、酒井 大輔、阿部 太郎、西井 準治
    • 学会等名
      The 24th Meeting on Glasses for Photonics 2014
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電圧印加ガラスインプリントによる微細構造の形成機構解明2014

    • 著者名/発表者名
      三澤 貴浩、生田目 直季、酒井 大輔、阿部 太郎、原田 建治、西井 準治
    • 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(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電処理を利用したソーダライムガラスの異方性ウェットエッチング2014

    • 著者名/発表者名
      酒井 大輔、西浦 崇雄、角田 聡、西井 準治
    • 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(相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電処理によるシリケートガラス中のアルカリ-プロトン置換2013

    • 著者名/発表者名
      川口 慶雅、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、西井 準治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電圧印加ガラスインプリントによる微細構造の形成機構解明2013

    • 著者名/発表者名
      生田目 直季、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、西井 準治
    • 学会等名
      日本化学会北海道支部2013年夏季研究発表会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective chemical vapor deposition for electrically pretreated glass2013

    • 著者名/発表者名
      D. Sakai, H. Ikeda, K. Harada, Y. Hara, K. Yamamoto and J. Nishii
    • 学会等名
      Optics in Engineering 2013
    • 発表場所
      宇都宮大学(栃木県宇都宮市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluorescence Imaging of Neuron Cells Cultured on a Plasmonic Dish2013

    • 著者名/発表者名
      K. Tawa, T. Yasui, C. Hosokawa, J. Nishii and H. Aota
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 電圧印加ガラスインプリントによる高アスペクト比構造の形成2013

    • 著者名/発表者名
      生田目 直季、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、秋葉 周作、鈴木 俊夫、西井 準治
    • 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(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面プラズモン共鳴/ 導波モード励起を利用した発光ナノデバイスによる偏光識別2013

    • 著者名/発表者名
      印藤 健也、森田 晋平、山本 俊介、田和 圭子、西井 準治、三ツ石 方也、宮下 徳治
    • 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(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電選択堆積によって形成した周期構造2013

    • 著者名/発表者名
      酒井 大輔、池田 弘、原田 建治、原 悠一郎、山本 清、山本 雄一、西井 準治
    • 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(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電処理によるガラス中のアルカリイオン交換2013

    • 著者名/発表者名
      川口 慶雅、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、秋葉 周作、鈴木 俊夫、西井 準治
    • 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(京都府京田辺市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電を用いたガラスへの潜像記録及び顕在化2013

    • 著者名/発表者名
      酒井 大輔、原田 建治、原 悠一郎、池田 弘、山本 清、山本 雄一、舩津 志郎、西井 準治
    • 学会等名
      第14回情報フォトニクス研究グループ研究会
    • 発表場所
      倶楽部錦渓(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualizing Method of Index Modulated Hologram in Glass Using Corona Discharge2013

    • 著者名/発表者名
      D. Sakai, K. Harada and J. Nishii
    • 学会等名
      IWH2013
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電を用いたガラスホログラムの潜像記録及び顕在化2013

    • 著者名/発表者名
      酒井 大輔、原田 建治、原 悠一郎、池田 弘、山本 清、山本 雄一、舩津 志郎、西井 準治
    • 学会等名
      ホログラフィック・ディスプレイ研究会
    • 発表場所
      北見工業大学(北海道北見市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Selective SiO2 Deposition on Electrically Imprinted Glass Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      D. Sakai, N. Ikutame, K. Kawguchi, J. Nishii, H. Ikeda and K. Harada
    • 学会等名
      NNT2013
    • 発表場所
      Hotel Fira Palace(スペイン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication of fine structures on a glass using electrical nanoimprint process2013

    • 著者名/発表者名
      N. Ikutame, D. Sakai, J. Nishii, H. Ikeda and K. Harada
    • 学会等名
      NNT2013
    • 発表場所
      Hotel Fira Palace(スペイン)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] プロトン導入によるリン酸塩ガラス中の構造変化と伝導性評価2013

    • 著者名/発表者名
      荘司 孝斗、池田 弘、酒井 大輔、西井 準治
    • 学会等名
      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
      長岡市グランドホテル(新潟県長岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素センシングのためのパラジウムグレーティングのプラズモン特性2013

    • 著者名/発表者名
      柴田 智広、西井 準治
    • 学会等名
      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
      長岡市グランドホテル(新潟県長岡市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Proton Injection into Phosphate Glasses by Corona Discharge Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shoji, H. Ikeda, D. Sakai and J. Nishii
    • 学会等名
      The 30th Japan-Korea International Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Cation Exchange in Glasses Using Corona Discharge Treatment2013

    • 著者名/発表者名
      K. Kawguchi, H. Ikeda, D. Sakai, K. Harada, S. Akiba, T. Suzuki and J. Nishii
    • 学会等名
      The 30th Japan-Korea International Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmonic coupling characteristics of palladium grating for hydrogen sensing2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shibata, H. Ikeda and J. Nishii
    • 学会等名
      The 30th Japan-Korea International Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] コロナ放電処理されたガラス表層の深さ方向分析2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木 俊夫、関根 朋美、秋葉 周作、山本 清、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、西井 準治
    • 学会等名
      第54回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 関西センター(大阪府池田市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Pd金属を用いた表面プラズモンによる水素検出2013

    • 著者名/発表者名
      柴田 智広、西井 準治
    • 学会等名
      第54回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 関西センター(大阪府池田市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 水素雰囲気中におけるコロナ放電処理によるイオン交換2013

    • 著者名/発表者名
      川口 慶雅、池田 弘、酒井 大輔、原田 建治、秋葉 周作、鈴木 俊夫、西井 準治
    • 学会等名
      第54回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所 関西センター(大阪府池田市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Introduction of Proton into Phosphate Glass under Corona Discharge Plasma in Hydrogen Atmosphere2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shoji, H. Ikeda, D. Sakai and J. Nishii
    • 学会等名
      The 14th RIES-Hokudai International symposium
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmonic characteristics of palladium for hydrogen sensing2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shibata and J. Nishii
    • 学会等名
      The 14th RIES-Hokudai International symposium
    • 発表場所
      ガトーキングダム札幌(札幌市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] ナノインプリント技術2014

    • 著者名/発表者名
      西井準治
    • 総ページ数
      265
    • 出版者
      電子情報通信学会
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] CERAMICS JAPAN2014

    • 著者名/発表者名
      池田 弘、酒井 大輔、西井 準治
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      日本セラミックス協会
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] プロトン伝導体

    • URL

      http://nanostructure.es.hokudai.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 光電子ナノ材料研究分野

    • URL

      http://www.es.hokudai.ac.jp/labo/photocontrol/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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