多機能性ナノクラスター触媒の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24656438
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 齋藤 永宏 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 教授 (00329096)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ソリューションプラズマ / クラスター / プラズマ加工 / リチウム空気電池

研究概要

電極に金および白金を用いて有機系溶媒中で、ソリューションプラズマを発生させ、カーボン材料を合成すると共に、プラズマにより電極がスパッタされ造粒される現象を利用して、導電性カーボン材料に粒径1nmの単分散性金、白金および合金ナノクラスターを一段階で合成した。また、合成した材料をリチウム空気電池の電極材料として応用し、触媒による反応制御とカーボン材料の細孔構造により放電容量が向上することを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Hierarchical Meso-Macro Structure Porous Carbon Black as Electrode Materials in Li-Air Battery (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. Li, N. Saito
  • 雑誌名: Journal of Power Source 巻: 261 ページ: 156-161
• [雑誌論文] Simple Synthesis of Platinum Nanoparticles by Plasma Sputtering in Water (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Hu, O. Takai, N. Saito
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 01AN05
• [雑誌論文] Comparison between the Mechanism of Liquid Plasma Discharge Process in Water and Organic Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: L. Li, J. Kang, N. Saito
  • 雑誌名: Journal of Institute of Japan Electrostatics 巻: 37 ページ: 22-27
• [雑誌論文] Facile Fabrication of PtAu Alloy Clusters using Solution Plasma Sputtering and their Electrocatalytic Activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Hu, X. Shen, O. Takai, N. Saito
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 552 ページ: 351-355
• [雑誌論文] Discharge Time Dependence of a Solution Plasma Process for Colloidal Copper Nanoparticle Synthesis and Particle Characteristics (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Pootawang, N. Saito, S. Y. Lee
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 24 ページ: 55604
• [雑誌論文] One-step Synthesis of Gold Bimetallic Nanoparticles with Various Metal-compositions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bratescu, O. Takai, N. Saito
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 562 ページ: 74-83
• [雑誌論文] One-step synthesis of gold bimetallic nanoparticles with various metal-compositions (2013)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bratescu, O. Takai, N. Saito
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 562 ページ: 74-83
• [雑誌論文] A simple synthesis method for nano-metal catalyst supported on mesoporous carbon (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. Li, N. Saito
  • 雑誌名: solution plasma process, Nanoscale 巻: 5 ページ: 6874-6882
• [雑誌論文] Synthesis of Structure-Controlled Carbon Nano Spheres by Solution Plasma Process (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. Li, N. Saito
  • 雑誌名: Carbon 巻: 60 ページ: 292-298
• [雑誌論文] Generation of Three-Dimensionally Integrated Micro Solution Plasmas and Its Application to Decomposition of Organic Contaminants in Water (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Shirafuji, Y. Himeno, N. Saito, O. Takai
  • 雑誌名: Journal of Photopolymer Science and Technology 巻: 26 ページ: 507-511
• [雑誌論文] Charge Doping of Large-Area Graphene by Gold-Alloy Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bratescu, N. Saito
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: 117 ページ: 26804-26810
• [雑誌論文] Synthesis and Characteristics of Ag/Pt Bimetallic Nanocomposites by Arc-discharge Solution Plasma Processing (2012)
  • 著者名/発表者名: Pootawang, N. Saito, O. Takai, S. Y. Lee
  • 雑誌名: Nanotechnology 巻: 23 ページ: 395602
• [学会発表] Development of the Graphite Structure of Solution Plasma Synthesized Carbon by Halogenated benzene Derivatives (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Hayashi, O. L. Li, N. Saito
  • 学会等名: ISPlasma 2014 / IC-PLANTS2014
  • 発表場所: Meijo Univ
  • 年月日: 20140302-06
• [学会発表] Synthesis of Structure-Controlled Carbon Nano Spheres by Solution Plasma Process by Organic Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: O.L.Li, J.Kang, N. Saito
  • 学会等名: 1st International Conference on Surface Engineering (ICSE2013)
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20131118-21
  • 招待講演
• [学会発表] Development of the Graphite Structure of Solution Plasma Synthesized Carbon by Halocarbon Solution (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Hayashi, O. L. Li , N. Saito
  • 学会等名: 1st International Conference on Surface Engineering (ICSE2013)
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20131118-21
• [学会発表] Cu-Fe Bi-Functional Catalyst Synthesized by Solution Plasma for the Application in Li-air Battery (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Takahashi, O. L. Li , N. Saito
  • 学会等名: 1st International Conference on Surface Engineering (ICSE2013)
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20131118-21
• [学会発表] ハロゲン化合物添加有機溶媒系からのソリューションプラズマによる炭素材料の合成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林宏樹, Helena Oi Lun Li, 齋藤永宏
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20130927-28
• [学会発表] リチウム空気電池のCu-Fe触媒担持カーボン電極材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋亮,Oi Lun Li Helena,齋藤永宏
  • 学会等名: 2013年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20130927-28
• [学会発表] 電極間距離の自動制御によるソリューションプラズマ反応場の精密測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木口崇彦,許容康,齋藤永宏
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20130916-19
• [学会発表] A Novel Synthesis Technology of Size-Controllable Nano Metal (2013)
  • 著者名/発表者名: O.L.Li, N. Saito
  • 学会等名: 第37回静電気学会全国大会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 20130910-11
• [学会発表] Solution Plasma for Molecular Technology -Plasma for Chemist- (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20130825-30
  • 招待講演
• [学会発表] Solution plasma process ̃ New chemical reaction field (2013)
  • 著者名/発表者名: O.L.Li, N.Saito
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Sputtering and Plasma Processes
  • 発表場所: KyotoResearch Park
  • 年月日: 20130710-12
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of Structure-Controlled Carbon Nano Spheres by Solution Plasma Process under Benzene (2013)
  • 著者名/発表者名: O.L.Li, J. Kang, N. Saito
  • 学会等名: Joint Symposiium on Plasma and Electrostatics Technologies for Environmental Applications
  • 発表場所: Gero
  • 年月日: 2013-05-20
  • 招待講演
• [学会発表] Solution Plasma Processing and itsApplications (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: 1st International Workshop on SolutionPlasma and Moleculer Technologies (SPM-1)
  • 発表場所: Shibaura
  • 年月日: 2013-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. Li, N. Saito
  • 学会等名: 1st International Workshop on Solution Plasma and Moleculer Technologies(SPM-1)
  • 発表場所: Shibaura Institute of Technology
  • 年月日: 2013-03-06
• [学会発表] Single-step synthesis method for porous nanocarbon-supported metal nanparticle catalysts for air cathode of Li/Air battery (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. Li, N. Saito
  • 学会等名: The 6th International Conference on PLAsma Nanotechnology& Science(IC-PLANTS2013)
  • 発表場所: Gero
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] Opitical Properties and Catalytic Activity of Gold-Silver Alloy Nanoparticles Synthesized by Solution Plasma rocessing (2012)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bratescu, T. Ueno, S. P. Cho, O. Takai, N.Saito
  • 学会等名: IUMRS-ICEM 2012
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20120925-26
• [学会発表] Process Analysis for the Formation of Bimetallic Nano-Particles by Solution Plasma Processing (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sudare, T. Ueno, and N. Saito
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2012
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 20120826-31
• [学会発表] Optical Properties and Surface Radicals Content of Graphene Decorated with Metal Nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: M.A. Bratescu, T. Ueno, O. Takai, N. Saito
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • 発表場所: Boston USA
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] One Step Synthesis of Carbon Embedded Nano Particles by Non‐thermal Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: O. L. L. Helena, N. Saito
  • 学会等名: ICEAN 2012
  • 発表場所: Austraria
  • 年月日: 2012-10-22
• [学会発表] Graphene Decorated with Bimetallic Nanocrystals for Enhanced Plasmonic Energy Conversion (2012)
  • 著者名/発表者名: M. A. Bratescu, T. Ueno, O. Takai, N. Saito
  • 学会等名: 11th APCPST & 25th SPSM
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] Simultaneous Synthesis of Nano Carbon with Nano Metal Particle as Cathode Material of Li-Air Battery by Solution Plasma Process (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Kang, O. L. L. Helena, N. Saito
  • 学会等名: 11th APCPST & 25th SPSM
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-10-02
• [学会発表] The 3rd Research Symposium onPetrochemical and Materials Technology and The 18th PPC Symposium on Petroleum (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Saito
  • 学会等名: Petrochemicals, and Polymer
  • 発表場所: Thailand
  • 年月日: 2012-04-24
  • 招待講演
• [産業財産権] 金属ナノクスラスター担持カーボン多孔体 (2012)
  • 発明者名: 齋藤永宏, 是津信行, 上野智永, 高井治
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-099104
  • 出願年月日: 2012-04-24
• [産業財産権] 合金ナノ粒子の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 齋藤永宏
  • 権利者名: 名古屋大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-252031
  • 出願年月日: 2012-11-15