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2021 年度 研究成果報告書

プロトン伝導セラミック燃料電池におけるイオンダイナミクスの3次元可視化

研究課題

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研究課題/領域番号 20K15023
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26020:無機材料および物性関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

松井 公佑  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90754309)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードCT-XAFS / 固体高分子形燃料電池 / Pt電極触媒 / 加速劣化試験 / 蛍光X線イメージング
研究成果の概要

CT-XAFSイメージングをさらに発展させ、より多様な材料系への応用と、CT-XAFS解析からより多くの構造情報を抽出するため、2つの方針で研究を展開させた。まず第一に、材料内に微量存在する希薄元素の分布やその化学状態を3次元可視化するため、走査型蛍光CT-XAFSイメージングを実現させ、希薄な試料系での3D化学イメージングを実現させた。次に、広域X線吸収微細構造(EXAFS)領域のCT-XAFS解析を実現させ、新たに化学結合の配位数や原子間距離に関する局所構造情報も試料空間内で3次元的に可視化することに成功した。

自由記述の分野

電気化学、触媒化学、X線分光学、X線イメージング

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の実施により、材料内の微量元素や局所構造の3次元可視化が実現され、これまで明らかにされなかった試料内の不均一反応やマイナー種の反応、そしてこれらを時間軸方向に同視野可視化することで、反応の軌跡も追跡できるようになった。現在、情報学の研究者との連携も開始しており、将来的にはイメージング計測の性能で制限される時間・空間軸に飛び飛びとなったスパースなデータの情報処理や、イメージング解析によって得られた多次元、且つ膨大なデータ(数億点以上)の統計解析、データ蓄積を生かした知能創生など、さらなる研究発展を目指したい。

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公開日: 2023-01-30  

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