Oxygen storage materials among transition-metal oxides : development of new materials and their applications

2011 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22750181
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Inorganic industrial materials
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: MOTOHASHI Teruki 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (00323840)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KIKKAWA Shinichi 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10127219) ; MASUBUCHI Yuji 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (80466440)
• Research Collaborator: SETOYAMA Tohru 三菱化学科学技術研究センター, 無機系機能材料研究所, 所長 ; OSHIMA Kazunori 三菱化学科学技術研究センター, 無機系機能材料研究所, 主席研究員
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Keywords: 酸素貯蔵材料 / 遷移金属酸化物 / マンガン酸化物 / ペロブスカイト / 酸素貯蔵能 / 酸化還元触媒 / 酸素濃縮 / 燃料電池

Research Abstract

Oxides with remarkable oxygen intake/release capability are called "oxygen storage materials(OSMs)" which have attracted increased attention as potential candidates for energy production/environmental applications. The present work was aimed to search for new OSMs among transition-metal oxides. In this project, two manganese-based OSMs, BaYMn_2O_<5+δ> and Ca_2(AlxMn_<1-x>)_2O_<5+δ>, were developed and their oxygen intake/release mechanism was studied.

Research Products

• [Journal Article] The oxygen-storage materials BaYMn_2O_<5+δ> from the quantum-chemical point of view (2012)
  • Author(s): M. Gillesen, M. Lumeij, J. George, R. Stoffel, T. Motohashi, S. Kikkawa, and R. Dronskowski
  • Journal Title: Chemistry of Materials Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced oxygen intake/release kinetics of BaYMn_2O_<5+δ> fine powders prepared by a wet-chemical route (2011)
  • Author(s): T. Motohashi, T. Ueda, Y. Masubuchi, and S. Kikkawa
  • Journal Title: Journal of the Ceramics Society of Japan Volume: 119 Pages: 894-897
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ダブルペロブスカイト型マンガン酸化物BaYMn_2O_<5+δ>の酸素貯蔵能 (2010)
  • Author(s): 本橋輝樹, 上田拓, 鱒渕友治, 吉川信一, 滝口真, 瀬戸山亨, 大島一典
  • Journal Title: 燃料電池 Volume: 10(No.1) Pages: 145-148
• [Presentation] ブラウンミラーライト型Ca_2(Al_xMn_<1-x>)_2O<5+δ>(x=0. 50～0. 67)の酸素貯蔵能 (2012)
  • Author(s): 平野佑佳,本橋輝樹,鱒渕友治,吉川信一,大島一典,瀬戸山亨
  • Organizer: 日本セラミックス協会2012年年会
  • Place of Presentation: 京都大学吉田キャンパス(京都)
  • Year and Date: 2012-03-20
• [Presentation] マンガンをベースにした酸素貯蔵材料の創製とその応用展開 (2012)
  • Author(s): 本橋輝樹
  • Organizer: 平成23年度日本化学会北海道支部奨励賞受賞講演
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス(札幌)
  • Year and Date: 2012-02-01
• [Presentation] 酸素貯蔵材料BaYMn_2O_<5+δ>(δ=0～1)の酸素吸収放出挙動 (2012)
  • Author(s): 上田拓,本橋輝樹,鱒渕友治,吉川信一
  • Organizer: セラミックス基礎科学討論会第50回記念大会
  • Place of Presentation: 国際ファッションセンター(東京)
  • Year and Date: 2012-01-12
• [Presentation] Oxygen intake/release kinetics of double-perovskite type BaYMn_2O_<5+δ>(δ=0～1) (2011)
  • Author(s): Taku Ueda, Teruki Motohashi, Yuji Masubuchi, and Shinichi Kikkawa
  • Organizer: The third Symposium on Academic Exchange and Collaborative Research between the Faculty of Engineering, Hokkaido University & the Materials Research Center
  • Place of Presentation: ETH Zurich(Zurich, Switzerland)
  • Year and Date: 2011-10-12
• [Presentation] 酸素欠損ペロブスカイト型マンガン酸化物の顕著な酸素貯蔵能 (2011)
  • Author(s): 本橋輝樹,上田拓,平野佑佳,鱒渕友治,吉川信一,大島一典,瀬戸山享
  • Organizer: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学札幌キャンパス(札幌)
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] ブラウンミラーライト型Ca_2(Al_xMn_<1-x>)_2O_<5+δ>(x=0. 5～0. 67,δ=0～0.5)の合成と酸素吸収放出特性 (2011)
  • Author(s): 平野佑佳,本橋輝樹,鱒渕友治,大島一典,瀬戸山亨,吉川信一
  • Organizer: 日本化学会北海道支部2011年夏季研究発表会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学(室蘭市)
  • Year and Date: 2011-07-23
• [Presentation] ダブルペロブスカイト型BaYMn_2O_<5+δ>における酸素吸収放出の速度論研究 (2011)
  • Author(s): 上田拓,本橋輝樹,鱒渕友治,吉川信一
  • Organizer: 日本セラミックス協会2011年年会
  • Place of Presentation: 静岡大学(浜松)
  • Year and Date: 2011-03-18
• [Presentation] BaYMn_2O_<5+δ>: A Potential Material for Oxygen-Storage Applications (2010)
  • Author(s): T. Motohashi, T. Ueda, Y. Masubuchi, S. Kikkawa, M. Takiguchi, T. Setoyama, and K. Oshima
  • Organizer: 12th International Ceramics Congress(CIMTEC 2010)
  • Place of Presentation: Plazzo dei Congressi, Montecatini Terme, Italy
  • Year and Date: 2010-06-10
• [Remarks] 「北大高性能な酸素貯蔵材料を汎用元素のみで製造」,化学工業日報, 2011年8月31日.新聞報道
• [Remarks] 高性能な酸素貯蔵材料汎用元素のみで製造,「トピックス」,セラミックス47(No.1), 51(2012).学会誌の紹介記事