Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
山口 大輔; 小泉 智; 長谷川 良雄*; 菱沼 行男*; 鈴木 将*; 児玉 弘人*; 大沼 正人*; 大場 洋次郎*
no journal, ,
酸化チタン(TiO
)触媒は、紫外-近紫外光を照射することにより、有機物等の汚染物質を分解する強い酸化力を発揮することから、環境浄化問題への応用が期待されている物質である。これまでにもさまざまな応用・開発研究が展開されているが、さらに用途の拡大を図るために触媒効率の向上が求められている。最近の研究ではTiO触媒に窒素(N)をドープすることにより、紫外-近紫外光のみならず可視光でも光触媒反応が活性化されることが報告されている。しかしながら、窒素ドープされたTiO触媒に含まれる窒素量は約2%以下と微量であり、広角X線回折でもTiとNの結合を示唆する回折線は観測されていない等、可視光応答をもたらす機構に関して未だ解明されていない点が存在する。本研究では新規な製法により作製されたシート状(厚さ数十
数百nm)のTiO触媒(以下、TiOナノシートと記述)と、同じTiOナノシートに対して窒素ドープを行った試料を、中性子小角散乱(SANS)及びX線小角散乱(SAXS)により測定し、ナノスケールの構造に対して考察を行った結果について報告する。
能田 洋平; 山口 大輔; 橋本 竹治; 小泉 智; 冨永 哲雄*; 曽根 卓男*; 湯浅 毅*
no journal, ,
シリカ充填SBRゴムに対して、試料中の水素原子核スピンの向きを一方向に揃える「核スピン偏極」状態において、中性子小角散乱測定を行った。部分散乱関数への分解を行うことで、シリカ微粒子の分散状態を明らかにすることに成功した。
小泉 智
no journal, ,
固体高分子形燃料電池用の膜電極接合体(MEA)の構造評価法を中性子小角散乱法を基軸として開発した。従来のピンホール型中性子小角散乱法(SANS)では観測が可能な空間サイズはnmから100nmに限定されてきた。そこで集光レンズを用いてピンホール法を補強し集光型超小角散乱法を実現した。また完全結晶を活用したボンゼ・ハート法を活用し測定範囲を10
mへ拡張した。これらが観察する空間サイズはMEAのカーボン担体及びそこにおける水分布に相当する。またm以上の観察は、低真空走査電子顕微鏡で補足し、画像をフーリエ変換して散乱との比較を行った。他方、局所構造に関して従来のSANSでは、水素由来の非干渉性散乱がバックグランドとなり構造解析の支障であった。そこで偏極解析法を併用することで非干渉性散乱を定量化して除去し、ナフィオンのイオンクラスター構造の内部を観察することに成功した。この結果を分子動力学法や粒子散逸法などのマルチスケール計算機シミュレーションの結果と比較し、イオンクラスターの内部構造を実画像化することを試みた。
Putra, A.; 山口 大輔; 小泉 智
no journal, ,
Small-Angle Neutron Scattering (SANS) and Cryo Scanning Electron Microscopy (Cryo-SEM) method was used to study the ionomer and water adsorption in the polymer electrolyte fuel cell (PEFC). Beside nafion 212, Polytetra fluoroethylene, PTFE membrane was also used as based membrane in the Membrane electrode assemble (MEA) to study the ion cluster and adsorption of water at the carbon support catalyst layer. In order to vary a contrast variation in the electrolyte, the MEA was immersed in deuterated water (D
O) and HO/DO mixture prior to SANS measurement. It was found that SANS and Cryo-SEM method was capable to detect and visualize water microscopically in a membrane electrode assembly (MEA).
Zhao, Y.; 小泉 智; 陸川 政弘*; 吉田 実留*
no journal, ,
In this study, we employed Small-angle neutron scattering method to investigate the morphology and water distribution in a polymer electrolyte membrane, made by comb-shaped poly(sulphonate phenylene)-bpoly(arylene ether ketone) (PSP-PAEK) block copolymer. Two scattering maximums were found in both low q and high q regions, where q is the scattering vector. The low q maximum is attributed to the interaction among the self-assembly hydrophilic and hydrophobic micodomains, whereas the high q maximum is due to the water channels, namely, ion clusters. To understand the structure, a random sphere model is applied to fit the scattering data. This model reproduces experimental data well. From this model, we are able to estimate the size and volume fraction of water in hydrophilic microdomains. The analysis of front factor gives us the information of volume fraction of water in the interconnected regions. Thus the possible morphology of the membranes can be deduced.
前川 康成; Sinnananchi, W.; 越川 博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 山本 和矢*; 三瓶 文寛*; 朝澤 浩一郎*; 山口 進*; 田中 裕久*
no journal, ,
企業との共同研究で進めている貴金属フリー液体燃料電池への適用を目的に、放射線グラフト重合によるアニオン交換形電解質膜の開発を進めている。今回、ETFE膜にクロロメチルスチレン(CMS)をグラフト重合後、グラフト鎖のトリメチルアミンによる4級化により作製したグラフト形電解質膜(TMA)について、その耐久性に重要な安定性に及ぼす電解質膜の対アニオンの効果を調べた。電解質膜の対アニオンである水酸化物や重炭酸化物では、塩化物に比べて含水率,導電率
ともに高い値を示した。このことから強塩基であるアンモニウム塩に対して、弱酸の対アニオンとの組合せでは電解質膜が不安定であり、トリメチルアミンからなるアニオン伝導電解質膜が低耐久性であることが推察された。そこで、含水率を下げる目的で疎水性のアルキルアミン(ブチルジメチルアミン)からなる電解質膜(BDMA)を作製した。得られた電解質膜は、燃料電池作動温度である80
Cにおいて、大気中,水中,塩基性溶液中でグラフト形電解質膜(TMA)よりも安定であることが確認できた。
八巻 徹也; 関根 敏彦; 澤田 真一; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*
no journal, ,
トリチウム水(HTO)と重酸素水(H
O)における同位体効果に起因した拡散挙動の違いを利用して、高分子電解質膜内の水を取り巻く環境を理解できると考えた。この発想をもとに、本研究では、HTO又はHOを含む水,メタノール水溶液を用いて、ナフィオン膜とわれわれが独自の手法で合成した架橋フッ素系電解質膜における水輸送の解析を試みた。この解析では、各トレーサーの拡散係数Dを求め比較することで、スルホン酸基と水との間に働く水素結合の強さやプロトン伝導経路であるイオンクラスター構造を反映した水の状態を知ることができた。