燃料電池反応の透過電子顕微鏡その場観察

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20246013
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 丹司 敬義 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (90125609)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 燃料電池 / 酸素イオン伝導体 / 電子顕微鏡 / 電子線ホログラフィー / 界面

研究概要

燃料電池の真の実用化のためには、その電極・電解質界面における反応をナノレベルの空間分解能で解明しなくてはならない。我々は、電子線ホログラフィその場観察により、試料内部の電位の測定から界面におけるイオンや原子空孔の動きを直接観察して反応解明のための手がかりを求めている。本研究は、燃料電池反応を実際に透過電子顕微鏡内で実現し、反応中の電解質内部の構造や、電位状態、さらにはイオンの伝導状態を3次元観察しようとするものである。
対象としては
(1)高分子固体電解質燃料電池(PEMFC)に対して、2種類のガス分離導入試料ホルダー(2ガスホルダー)を用いた電解質内電位分布のplan view観察
(2)固体酸化物燃料電池(SOFC)に対して、差動排気とガスインジェクションノズルを導入した1種類のガス環境下で、加熱・電圧印加状態での固体電解質電極界面の状態観察を目指している

研究成果

• [雑誌論文] Perpendicular Magnetic Anisotropy of Iron-Cobalt Silicide Nanowires on Si(110)Perpendicular Magnetic Anisotropy of Iron Cobalt Silicide Nanowires on Si(110) (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohira, T. Tanji
  • 雑誌名: Jpn.J.Appl.Phys 49 ページ: 073001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fourier Analysis of Deformations of Catalytic Gold Nanoparticles during CO Oxidation. (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasaki, T. Miura, T. Tanii
  • 雑誌名: AMTC Letters 2 ページ: 82-83
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属/酸化物イオン伝導体界面を観る (2010)
  • 著者名/発表者名: 丹司敬義
  • 雑誌名: 顕微鏡 45 ページ: 152-155
• [雑誌論文] Dynamic visualization of the electric potential in an all-solid-state rechargeable lithium battery (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamoto, Y. Iriyama, T. Asaka, T. Hirayama, H. Fujita, C. A. J. Fisher, K. Nonaka, Y. Sugita, Z. Ogumi
  • 雑誌名: Angewandte Chemie, Inter-national Edition 49 ページ: 4414-4417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemoselective Hydrogenation of Nitroaromatics by Supported Gold Catalysts : Mechanistic Reasons of Size and Support-Dependent Activity and Selectivity (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Shimizu, Y. Miyamoto, T. Kawasaki, T. Tanii. Y. Tai, A. Satsuma
  • 雑誌名: J.Phys.Chem.C 113 ページ: 17803-17814
  • 査読あり
• [学会発表] Electron Holography of the Hetero-Interface between Metal and Solid Ionic Conductor (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tanii
  • 学会等名: 21 st Australian Conference on Microscopy & Microanalysis
  • 発表場所: Brisbane, Australia (Invited)
  • 年月日: 20100711-20100715
• [学会発表] Ogumi, In-situ observation of electric potential due to Li-ion by electron holography (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yamamto, Y. Iriyama, T. Asaka, T. Hirayama, Z.
  • 学会等名: The 15th International Meeting on Lithium Batteries
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 2010-06-30
• [学会発表] Electron Holography of Hetero-Interfaces in Solid Oxide Fuel Cells (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tanii. S. Mizuno, T, Kato, T. Hirayama
  • 学会等名: Microscopy and Microanalysis
  • 発表場所: Richmond, Va., USA
  • 年月日: 20090726-20090730
• [学会発表] In-situ Observation of Nano-particulate Gold Catalysts during Reaction by Closed-type Environmental-cell Transmission Electron Microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawasaki, H. Hasegawa, K. Ueda, T. Tanii
  • 学会等名: 14th Europian Microscopy Congress
  • 発表場所: Aachen, Germany
  • 年月日: 20080902-20080907
• [学会発表] Separation of mean inner potential and built-in voltages in hetero-sturctures. (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tanii
  • 学会等名: ESTEEM-Workshop on Electron Holography
  • 発表場所: Dresden, Germany(invited)
  • 年月日: 20080512-20080515