鉄バクテリア由来ナノサイズ非晶質酸化鉄の構造解析とLiイオン電池電極材料への応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22860040
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 橋本 英樹 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (60579556)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: 鉄バクテリア / ナノ粒子 / 非晶質 / Liイオン電池

研究概要

本研究では鉄バクテリアが自然環境中で作る酸化鉄の構造解析とそのLiイオン電池電極材料への応用を検討した.この材料はマクロな視点で見ると直径1μmのチューブ状構造体であるが,ミクロな視点で見ると直径3nmの最小構成粒子がマイルドに繋がった数十nmの二次凝集粒子の集合体であることが明らかとなった.また,この材料のLiイオン電池の正極特性及び負極特性を調べたところ,極めて速いLiイオンの脱挿入が可能であることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] Two Types of Morphologically Distinct Fibers Comprising Gallionella ferruginea Twisted Stalks (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, H. Hashimoto, H. Ishihara, N. Matsumoto, H. Kunoh, J. Takada
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural and spatial associations of Fe, O, and C in network surface coat of Leptothrix ochracea sheath (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, H. Hashimoto, H. Ishihara, T. Kasai, H. Kunoh, J. Takada
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 77 ページ: 7873-7875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon and Phosphorus Linkage with Iron via Oxygen in the Amorphous Matrix of Gallionella ferruginea Stalks (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, H. Hashimoto, A. Itadani, N. Matsumoto, H. Kunoh, J. Takada
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 78 ページ: 236-241
  • 査読あり
• [学会発表] 細菌が作る驚きの無機・有機複合材料～その基礎・応用研究～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本英樹
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 鉄酸化細菌が作る驚きの無機・有機複合材料～その基礎・応用研究～(2):微生物由来非晶質ナノ酸化鉄からのヘマタイト赤色顔料の作製、微細構造と色特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本英樹
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 鉄酸化細菌が作る有機/無機ハイブリッド材料のSTEM/EELS分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本英樹
  • 学会等名: 日本金属学会・日本鉄鋼協会中国四国支部第24回若手フォーラム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Characteristics of Novel Material, Biogenous Iron Oxide, Produced by Iron-Oxidizing Bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hashimoto
  • 学会等名: The 28th Japan-Korea International Seminar on Ceramics
  • 発表場所: Okayama, Japan
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] Produced By Iron-oxidizing Bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hashimoto, Novel Materials, Biogenous Iron Oxide
  • 学会等名: 17th International Symposium on the Reactivity of Solids
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 2011-06-28
• [図書] Handbook of Metal Biotechnology. Chapter 12 Characteristics of Biogenous Iron Oxide microtubes formed by Iron-Oxidizing Bacteria, Leptothrix ochracea (2011)
  • 著者名/発表者名: Jun Takada and Hideki Hashimoto
  • 総ページ数: 139-147
  • 出版者: Pan Stanford Publishing
• [産業財産権] 負極活物質及びその利用 (2011)
  • 発明者名: 高田潤,橋本英樹,藤井達生,中西真,菅野了次,小林玄器,高野幹夫
  • 権利者名: 岡山大学,東京工業大学,京都大学
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-285282
  • 出願年月日: 2011-12-27