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2012 年度 実施状況報告書

イオン伝導ガラスへの異常原子価イオン誘起とファイバ増幅器への展開

研究課題

研究課題/領域番号 24656379
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

本間 剛  長岡技術科学大学, 工学部, 助教 (70447647)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードガラス / イオン伝導 / ファイバ増幅器 / 結晶化 / リチウム電池 / ナトリウム電池
研究概要

本研究では異常原子価状態を有する遷移金属イオンを導入した高効率新規ガラス蛍光体の創製およびガラスファイバによるレーザ発振の動作実証を目的としており、リチウムイオン電池の正極活物質と同様に電気化学的手法による異常原子価遷移金属イオンの誘起を試みている。初年度である12年度はリチウムイオン伝導ならびにナトリウムイオン伝導を示すガラス、結晶化ガラスの創製とイオン伝導性の評価を重点的に研究を進めた。その結果、新たにリチウムイオン伝導が良好なリチウム鉄ケイ酸塩ガラス、ナトリウムイオン伝導を示すリン酸鉄系ガラスを見出した。また、ゾルゲル法によるリチウムチタンケイ酸塩の薄膜化も検討した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究の過程で当初予期していなかった新規リン酸鉄系の結晶化ガラスが見出され、13年度に重点的に実施予定のゾルゲル法ならびにスパッタ法による薄膜形成についても、一部成果が得られつつある。

今後の研究の推進方策

現状ではガラス粉末の形態での評価にとどまっているが、実際にはサブμmオーダーの膜を想定している。ゾルゲル法ならびにスパッタ法によるガラス膜を形成することで、より実用化に適した形態での異常原子価イオン誘起を計画する。詳細には(1)スパッタ法によるイオン伝導ガラス薄膜の合成、(2)グローブボックス内での電気化学的酸化、(3)発光スペクトル評価、以上の項目を遂行する。

次年度の研究費の使用計画

今年度未使用分にてガラス基板等の消耗品を購入し、スパッタ法によるガラス薄膜を作製する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Triclinic Na_<2-x>Fe_<1+x/2>P_2O_7C glass-ceramics with high current density performance for sodium ion battery2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Honma, Noriko Ito, Takuya Togashi, Atsushi Sato, Takayuki Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 227 ページ: 31-34

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2012.11.030

  • [雑誌論文] リチウムなどのレアメタルを使わないナトリウムイオン二次電池正極の活物質の開発とその応用展開2013

    • 著者名/発表者名
      本間剛
    • 雑誌名

      マテリアルステージ

      巻: 12 ページ: 59-60

  • [雑誌論文] Fabrication of Na2FeP2O7 glass-ceramics for sodium ion battery2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Honma, Takuya Togashi, Noriko Ito, Takayuki Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 120 ページ: 344-346

    • DOI

      10.2109/jcersj2.120.93

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Al2O3 addition on the formation of perovskite-type NaNbO3 nanocrystals in silicate-based glasses2012

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Kioka, Tsuyoshi Honma, Keiichiro Oh-ishi, S. Reibstein, N. Da, L. Wondraczek, Takayuki Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of Non-Crystalline Solids

      巻: 358 ページ: 1523-1529

    • DOI

      10.1016/j.jnoncrysol.2012.04.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] リン酸鉄系ガラスセラミックスによるナトリウムイオン電池材料2012

    • 著者名/発表者名
      本間剛, 小松高行
    • 雑誌名

      NEW GLASS

      巻: 28 ページ: 25-28

  • [学会発表] ガラス結晶化法によるナトリウムイオン二次電池正極材料の合成2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤篤志, 富樫拓也, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2013年会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      20130317-20130319
  • [学会発表] Na2FeP2O7結晶化ガラス正極の創製とナトリウムイオン電池特性2013

    • 著者名/発表者名
      本間剛, 富樫拓也, 伊藤典子, 佐藤篤志, 小松高行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2013年会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      20130317-20130319
  • [学会発表] Sodium iron phosphate Na2FeP2O7 glass‐ceramics for sodium ion battery2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Honma, Takuya Togashi, Noriko Ito, Takayuki Komatsu
    • 学会等名
      37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Daytona Beach, FL, USA
    • 年月日
      20130127-20130201
  • [学会発表] ガラスセラミックス法における非線形光学結晶KNbO3の形成過程2013

    • 著者名/発表者名
      木岡桂太郎, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20130109-20130110
  • [学会発表] リチウム鉄ケイ酸塩結晶へのマンガン置換の効果と電気特性2013

    • 著者名/発表者名
      富樫拓也, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      第51回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      20130109-20130110
  • [学会発表] Glass-Ceramics for the innovative secondary batteries2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Honma, Takayuki Komatsu
    • 学会等名
      Functional Glasses: Properties and Applications for Energy & Information
    • 発表場所
      Siracusa, Sicily, Italy
    • 年月日
      20130109-20130109
    • 招待講演
  • [学会発表] ガラス結晶化によるリン酸鉄ナトリウム正極の創製2012

    • 著者名/発表者名
      本間剛, 伊藤典子, 富樫拓也, 佐藤篤志, 小松高行
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク
    • 年月日
      20121114-20121116
  • [学会発表] ガラス溶融法によるLiFePO4正極材料の開発2012

    • 著者名/発表者名
      永金知浩, 山内英郎, 坂本明彦, 應治雅彦, 山野晃裕, 境哲男, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      第53回電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク
    • 年月日
      20121114-20121116
  • [学会発表] ガラス結晶化法による新規ナトリウムイオン二次電池正極材料の合成2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤篤志, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      平成24年度日本セラッミクス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      岩手大学工学部復興祈念 銀河ホール
    • 年月日
      20121108-20121109
  • [学会発表] リチウム鉄シリケイト系ガラスにおける析出結晶と電気伝導度2012

    • 著者名/発表者名
      富樫拓也, 本間剛, 小松高行
    • 学会等名
      第53回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      20121025-20121026
  • [学会発表] Formation behavior of perovskite‐type nonlinear optical alkali niobium oxides in glass crystallization method2012

    • 著者名/発表者名
      Keitaro Kioka, Tsuyoshi Honma, Takayuki Komatsu
    • 学会等名
      Crystallization 2012
    • 発表場所
      Goslar, Germany
    • 年月日
      20120923-20120926
  • [学会発表] Relationship between the formation behavior of spinel‐type lithium iron silicate crystals and cooling condition in melting method2012

    • 著者名/発表者名
      Takuya Togashi, Tsuyoshi Honma, Takayuki Komatsu
    • 学会等名
      Crystallization 2012
    • 発表場所
      Goslar, Germany
    • 年月日
      20120923-20120926
  • [学会発表] リン酸鉄系ガラスからのナトリウム電池正極活物質の合成2012

    • 著者名/発表者名
      本間剛, 富樫拓也, 伊藤典子, 佐藤篤志, 小松高行
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 年月日
      20120911-20120914
  • [学会発表] Lecture on Vittorio Gottardi Award 2012 - Fabrication of crystal patterns on glass substrates by scanning laser irradiation2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Honma
    • 学会等名
      ICG Annual Conference 2012
    • 発表場所
      Maastricht, Netherlands
    • 年月日
      20120605-20120605
    • 招待講演
  • [備考] 長岡技術科学大学 物質・材料系 機能ガラス工学研究室

    • URL

      http://mst.nagaokaut.ac.jp

  • [産業財産権] ナトリウム二次電池用正極活物質およびナトリウム二次電池用正極活物質の製造方法2013

    • 発明者名
      本間剛, 小松高行,池尻純一,山内英郎
    • 権利者名
      本間剛, 小松高行,池尻純一,山内英郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2013/056272
    • 出願年月日
      2013-03-07
    • 外国
  • [産業財産権] ナトリウム二次電池用正極活物質およびナトリウム二次電池用正極活物質の製造方法2012

    • 発明者名
      本間剛, 小松高行
    • 権利者名
      長岡技術科学大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-098474
    • 出願年月日
      2012-04-24

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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