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2014 年度 実績報告書

室温イオン液体-加速器電子線照射法による革新的エネルギー材料の創製

研究課題

研究課題/領域番号 24350071
研究機関大阪大学

研究代表者

津田 哲哉  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90527235)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード量子ビーム / イオン液体 / ナノ粒子 / 電極触媒 / 負極活物質 / 酸素還元
研究実績の概要

昨年度までに室温イオン液体-加速器電子線照射(RTIL-AEBI)法による様々なナノ粒子の合成やそれらの炭素担体への担持に成功している。平成26年度はそれらのエネルギーデバイス材料への応用について検討した。Siナノ粒子については、リチウムイオン電池用負極の作製に利用することを試みたが、電極活物質として評価するには生成量が少なく、その評価は困難であった。そこで、Siナノ粒子の大量合成に適したイオン液体系の探索を行ったところ、ケイ素をイオン骨格構造に含んだ室温イオン液体から単分散Siナノ粒子が調製できることを見い出した。その理論収量は室温イオン液体1 mLあたり85 mg以上であり、従来の系の0.14 mgを大きく上回る値であった。これにより、リチウムイオン電池用負極への展開が可能となった。また、昨年、良好な酸素還元触媒特性を示すことを見い出したPtNi合金ナノ粒子担持単層カーボンナノチューブ(SWCNT)の材料合成プロセスの最適化とPtやNi前駆体の種類がその酸素還元触媒能に及ぼす影響についても調査した。粒子の分散性はPt前駆体の価数によって大きく異なり、二価の白金前駆体を用いた場合にはPtNi合金粒子が分散した状態で得られ、四価では粒子が凝集する傾向を示した。この傾向は炭素担体への担持後にも維持され、二価の白金前駆体を用いて作製したPtNi合金ナノ粒子-SWCNT触媒は四価のものより優れた酸素還元電極触媒能を有することがわかった。さらに、PtCo合金ナノ粒子の調製についても検討し、二価の白金前駆体とCo塩を3:1で混合した場合は9:1、1:1で混合した場合は3:2の組成比のPtCo合金ナノ粒子が得られ、SWCNTへの担持ならびに酸素還元電極触媒としての利用が可能であった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] In situ SEM observation of the Si negative electrode reaction in an ionic-liquid-based lithium-ion secondary battery2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Tsukasa Kanetsuku, Teruki Sano, Yoshifumi Oshima, Koichi Ui, Masaki Yamagata, Masashi Ishikawa, and Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 64 ページ: in press

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfv003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Novel Ionic Liquids with Aromatic Trifluoroborate Anions2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Iwasaki, Kazuki Yoshii, Seiji Tsuzuki, Tetsuya Tsuda, and Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 64(4) ページ: 83-93

    • DOI

      10.1149/06404.0083ecst

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrodeposition of Al-W-Mn Alloy from Lewis Acidic AlCl3-1-Ethyl-3-methylimidazolium Chloride Ionic Liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Yuichi Ikeda, Susumu Kuwabata, Gery R. Stafford, and Charles L. Hussey
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 64(4) ページ: 563-574

    • DOI

      10.1149/06404.0563ecst

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Energy Storage Device with a Lewis Acidic AlBr3-1-Ethyl-3-methylimidazolioum Bromide Room-Temperature Ionic Liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Itsuki Kokubo, Masakatsu Kawabata, Masaki Yamagata, Masashi Ishikawa, Shohei Kusumoto, Akihito Imanishi, and Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 161(6) ページ: A904-A914

    • DOI

      10.1149/2.029406jes

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrodeposition of Al-W Alloys in the Lewis Acidic Aluminum Chloride-1-Ethyl-3-Methylimidazolium Chloride Ionic Liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Yuichi Ikeda, Takashi Arimura, Masaki Hirogaki, Akihito Imanishi, Susumu Kuwabata, Gery R. Stafford, and Charles L. Hussey
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society

      巻: 161(9) ページ: D405-D412

    • DOI

      10.1149/2.016409jes

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SEM Observation of Hydrous Superabsorbent Polymer Pretreated with Room-Temperature Ionic Liquids2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda1*, Eiko Mochizuki1, Shoko Kishida1, Kazuki Iwasaki1, Katsuhiko Tsunashima2, Susumu Kuwabata
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 9(3) ページ: e91193 1-7

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0091193

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] イオン液体中における電気化学反応の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      津田哲哉
    • 学会等名
      第1回放射光連携研究ワークショップ
    • 発表場所
      ステーションコンファレンス東京(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-03-17
    • 招待講演
  • [学会発表] 金属イオンを含むイオン液体への電子線パターン照射による金属微小構造体 の作製2015

    • 著者名/発表者名
      入江晴康、南本大穂、上松太郎、津田哲哉、今西哲士、関 修平、桑畑 進
    • 学会等名
      電気化学会第82 回大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市)
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-17
  • [学会発表] イオン液体への加速器電子線照射によるPtNi 合金酸素還元触媒の合成2014

    • 著者名/発表者名
      坂本剛志、清野智史、津田哲哉、桑畑 進
    • 学会等名
      第5 回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア(横浜市)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
  • [学会発表] イオン液体中での放射線化学反応制御による微細三次元構造体の作製2014

    • 著者名/発表者名
      南本大穂、入江晴康、上松太郎、津田哲哉、今西哲士、関 修平、桑畑 進
    • 学会等名
      第5 回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア(横浜市)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
  • [学会発表] イオン液体を用いて作製した高耐久性燃料電池触媒2014

    • 著者名/発表者名
      山路佳佑、吉井一記、津田哲哉、鳥本 司、桑畑 進
    • 学会等名
      第5 回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア(横浜市)
    • 年月日
      2014-10-28 – 2014-10-29
  • [学会発表] 芳香族トリフルオロボラート系イオン液体への置換導入による影響2014

    • 著者名/発表者名
      岩﨑和紀、吉井一記、都築誠二、津田哲哉、桑畑 進
    • 学会等名
      第4 回CSJ 化学フェスタ2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] Synthesis of Novel Ionic Liquids with Aromatic Trifluoroborate Anions2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Iwasaki, Kazuki Yoshii, Seiji Tsuzuki, Tetsuya Tsuda, and Susumu Kuwabata
    • 学会等名
      226th Meeting of the Electrochemical Society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
  • [学会発表] Electrodeposition of Al-W-Mn Alloy from Lewis Acidic AlCl3-[C2mim]Cl Ionic Liquid2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Yuichi Ikeda, Akihito Imanishi, Susumu Kuwabata, Gery R. Stafford, and Charles L. Hussey
    • 学会等名
      226th Meeting of the Electrochemical Society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-09
  • [学会発表] 芳香族トリフルオロボラート系イオン液体の構造と物性の相関2014

    • 著者名/発表者名
      岩﨑和紀、吉井一記、都築誠二、津田哲哉、桑畑 進
    • 学会等名
      2014 年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] 量子ビームとイオン液体を組み合わせたナノ・マイクロ材料プロセッシング2014

    • 著者名/発表者名
      津田哲哉
    • 学会等名
      資源素材学会 資源・素材2014
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-17
    • 招待講演
  • [図書] Molten Salts Chemistry & Technology2014

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Tsuda, Eiko Mochizuki, Shoko Kishida, Noriko Nemoto, Yasuhito Ishigaki, and Susumu Kuwabata
    • 総ページ数
      632
    • 出版者
      John Wiley & Sons
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~elechem/

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公開日: 2016-06-01  

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