平成20年度年報
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研 究 (758) ンを加速するメカニズムを明らかにする必要がある。 [分 野 名]ライフサイエンス [キーワード]マイクロ波、FISH(蛍光in situハイブリダイゼーション)法、遺伝子検出 [研究題目]自然ナノ構造材料の開発とモジュール製造技術の構築 [研究代表者]舟橋 良次 (ナノテクノロジー研究部門) [研究担当者]舟橋 良次(常勤職員1名) [研究内容] Mn-Co-O系において焼成後の冷却速度制御により正方晶であるCo1.1Mn1.9O4と立方晶であるCo1.7Mn1.3O4に結晶粒内でナノ相分離できることを見出した。このナノ相分離は電気抵抗率を変化させず、フォノン散乱の誘発による熱伝導度低減に有効であった。高温、空気中で高い熱電性能を示す層状Co系酸化物を溶融・凝固を酸素分圧制御で行うIPM法で作製し、析出物の粒径、分布などを制御できた。今後、熱電性能と微細組織との関係について明らかにし、ZTの向上を目指す。 平均粒径が50 nm程度のn型CaMnO3のナノ粉末を気相法により合成し、焼結体を作製した。その結果、500K以上の温度において従来焼結体よりも電気抵抗率が低減し、焼結温度も200 K低減することができた。 灯油燃焼ガスから熱電モジュールへ熱を入力するための熱伝達技術を構築した。モジュールを燃焼ガスで直接炙るだけでは熱入力は不十分であり、集熱フィンが必要であった。また、フィン材質も耐火材よりも熱伝導度の高い鉄製フィンで燃焼ガスからモジュールへの高い熱伝達性能を確認した。 [分 野 名]環境・エネルギー [キーワード]熱電発電、酸化物、廃熱回収、ナノ材料 [研究題目]構造の解析と設計及び触媒探索 [研究代表者]秋田 知樹 (ユビキタスエネルギー研究部門) [研究担当者]香山 正憲、前田 泰、徐 強、 桜井 宏昭、木内 正人、竹内 孝江、 江海 龍(常勤職員6名、他2名) [研究内容] 金微粒子触媒における触媒機能発現メカニズムを明らかにすることを目指して、金-酸化物担体の相互作用について調べた。電子顕微鏡観察に基づく界面構造モデルについて、各化学量論比の構造の第一原理計算を実行した。化学量論比からずれた界面では、界面結合が強く、酸素不足、酸素過剰の雰囲気で安定化すること、電子移動や軌道混成が顕著であることが示された。電子顕微鏡におけるガス導入実験では白金粒子に関して、酸素による酸化と一酸化炭素による還元現象をその場観察することができた。炭素系担体のモデルとして金/高配向熱分解黒鉛モデル触媒を作製し、ケルビンプローブ顕微鏡による表面電位測定を行った。その結果、金粒子上で電位が400-500 mV低くなっている様子が観察された。新規触媒開発では金属錯体高分子多孔体への金クラスター担持を行い、2 nm程度の金クラスターを金属錯体高分子多孔体に分散・固定化することに成功し、一酸化炭素の酸化反応に触媒活性を示すことがわかった。また、EuVO4担体に金粒子を担持した触媒では、グルコース酸化反応に触媒活性を示すことがわかった。さらに金微粒子をSiO2中に内包するAu@SiO2ホロースフェアー触媒を合成し、一酸化炭素の酸化反応においてはSiO2担持金粒子よりも高い触媒活性を示すことがわかった。また有機硫黄化合物に関して、金ナノ粒子触媒が液体燃料中の難除去性硫黄化合物であるジベンゾチオフェン(DBT)類を選択的に吸着し、吸着脱硫剤として使用可能であること、使用後の吸着剤は加熱により再生し、繰り返し使用できることを明らかにした。 [分 野 名]環境・エネルギー [キーワード]金微粒子、触媒、赤外分光法、顕微鏡、第一原理計算 [研究題目]s-ブロック金属負極のデンドライト析出制御と表面観察 [研究代表者]栄部 比夏里 (ユビキタスエネルギー研究部門) [研究担当者]栄部 比夏里、松本 一、竹内 友成、 小池 伸二、中村 典子 (常勤職員4名、他1名) [研究内容] 研究目標:本研究の最終目的は、s-ブロック金属表面の改質を行うことにより、可逆性の高い溶解析出挙動を示す負極を得ることにある。そのため、少なくとも3年目には電解質組成、基板の組成や形態による電析後の形態と充放電の可逆性についての相関性を整理し、5年目には大きな影響を及ぼす因子を特定する必要がある。特にLi金属については過去に有機電解液を用いた溶解析出挙動の知見の膨大な蓄積がなされているため、これらの情報をまず整理しておく必要がある。 平成20年度研究計画:初年度となる20年度には、研究のポイントを明確にするために、これまでのLi金属をはじめとする金属負極についての報告を整理し、過去に行われた研究での課題を抽出した。さらに、Li金属の溶解析出挙動の詳細な検討をはじめ、平成21年度以降に行う表面構築の基礎データの収集を開始する。 年度進捗状況:まずLiのデンドライト抑制手法について、過去の報告を整理し今後の方針について検討を行った。2000年以前は電解液に添加剤を加えるか、またはフッ酸等で表面処理を行ってリチウム表面皮膜の組成を制御し、デンドライト状析出抑制やサイクル特性向上を図っていた。2000年以降に目立った傾向はポリマーなど

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