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2010 年度 実績報告書

ナノ界面を制御した電極を用いたナノバブルの作製とナノバブルの界面構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22510114
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

菊地 憲次  滋賀県立大学, 材料科学科, 教授 (10074080)

キーワード電極ナノ表面 / 界面構造 / 酸素ナノバブル / 水素ナノバブル / オゾンナノバブル / 白金ナノ粒子
研究概要

研究目的のナノ界面構造を制御した電極の作製を金と銀の基板上に白金ナノ粒子を配置すること達成した。この電極の特徴は次のようであることを明らかにした。
・平滑白金電極、金基盤電極、銀基盤電極の順で水素ナノバブルの濃度が増加した。
・電極表面での吸着水素原子の拡散速度が、ナノバブルの生成量に関係していることを明らかにした。
次にナノバブルの界面構造を明らかにするために必要なナノバブルの粒径制御の可能性を検討し次のことを明らかにした。
・平均粒径が150nm、 100nm、 50nmと異なるナノバブルの水溶液を作製することに成功した。
・電気分解で得られるナノバブルの粒径は,電極表面の気体の過飽和度で決まる。この過飽和度は電流密度で決まるため、電極表面のナノ粒子上の電流密度を大きくすることで、小さな粒径のナノバブルを得られることを初めて明らかにした。
酸素ナノバブルの平均密度は、約100nmで1.0となり、イオン強度とともに大きくなることを明らかにした。これは、ナノバブルの周りにイオンが集まっていてナノバブルとともに運動しているためであることを初めて明らかにした。
オゾンナノバブルの濃度は、イオン強度とともに減少し、水素や酸素ナノバブルの現象と逆であった。この理由は、現在検討中である。
このように、ナノバブルの発生機構と電極表面の関係を明らかにするとともに、ナノバブルの周りのイオンの層の厚さは10nm以上であることを初めて提案した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Mechanical Properties and Phase Morphology of Poly(Lactic Acid)/Polyamide 122011

    • 著者名/発表者名
      徳満勝久、井上貴博、山下義裕、菊地憲次、神澤岳志
    • 雑誌名

      Journal of the Society of Materials Science Japan

      巻: 60(1) ページ: 8-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and characterization of fullerene/porphyrin bulk heterojunction solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      Takeo Oku n, Tatsuya Noma, Atsushi Suauki, Kenji Kikuchi, Shiomi Kikuchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics and Chemistry of Solids

      巻: 71 ページ: 551-555

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Copper System Compound Semiconductor Solar Cells2010

    • 著者名/発表者名
      Ryousuke Motoyoshi, Takeo Oku, Atsushi Suzuki, Kenji Kikuchi, Shiomi Kikuchi, Balachandran Jeyadevan, Jhon Cuya
    • 雑誌名

      Advances in Materials Science and Engineering

      巻: 2010 ページ: 1-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen peroxide formation on several carbon materials in sulfuriic acid solution2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kikuchi
    • 雑誌名

      炭素

      巻: 2010 ページ: 143-146

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and photovolataic property of diamond : fullerene nanocomposite thin films2010

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nagata, Takeo Oku, Atsushi Suzuki, Kenji Kikuchi, Shiomi Kikuchi
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 118(11) ページ: 1006-1008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and photovolataic activity of cupric oxide-based thin film solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      Roysuke Motoyoshi, Takeo Oku, Hiroki Kidowaki, Atsushi Suzuki, Kenji Kikuchi, Shiomi Kikuchi, Balanchandran Jeyadevan
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 118(11) ページ: 1021-1023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication, nanostractures and electronic properties of nanodiamond-based solar cells2010

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Nagata, Takeo Oku, Atsushi Suzuki, Kenji Kikuchi, Shiomi Kikuchi
    • 雑誌名

      Progress in Natural Science Materials International

      巻: 20 ページ: 38-42

    • 査読あり
  • [学会発表] 水電解による水素ナノバブルの作製2011

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      電解科学技術委員会第83回委員会
    • 発表場所
      浜松市
    • 年月日
      2011-02-02
  • [学会発表] 機能水としての電解水に含まれるナノバブルの特性とその粒径制御2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      第31期新工業ゼミナール(第3回)
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      2010-12-15
  • [学会発表] Generation of ozone-nanobubble by water electrolysis with boron-doped diamond electrode2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      電気化学会電解科学技術委員会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] Generation of ozone-nanobubble by water electrolysis with boron-doped diamond electode2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      日本機能水学会第9回学術大会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2010-10-31
  • [学会発表] Weight and diameter of oxygen nanobubble2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      日本機能水学会第9回学術大会
    • 発表場所
      滋賀県大津市
    • 年月日
      2010-10-31
  • [学会発表] 飲用アルカリ性電解水とナノバブル2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      新材料セミナー
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2010-10-21
  • [学会発表] Generation of ozone-nanobubble by water electrolysis with boron-doped diamond electrode2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      The Internatiopnal Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      フランス ニース
    • 年月日
      2010-09-28
  • [学会発表] Stability and weight of oxygen nanobubble obtained with water electrolysis2010

    • 著者名/発表者名
      菊地憲次
    • 学会等名
      The Internatiopnal Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      フランス ニース
    • 年月日
      2010-09-28

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公開日: 2012-07-19  

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