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吉本 将隆*; 田村 和久; 渡邊 健太*; 清水 啓佑*; 堀澤 侑平*; Kobayashi, Takeshi*; Tsurita, Hanae*; 鈴木 耕太*; 菅野 了次*; 平山 雅章*
Sustainable Energy & Fuels (Internet), 8(6), p.1236 - 1244, 2024/03
被引用回数：01つのデバイスで、効率的に太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換可能である光再充電システムは、太陽光を効率的に使用するのに重要である。光-(デ)インターカレーションは、光再充電システムの機能において重要な役割を果たしている。しかしながら、光-(デ)インターカレーション過程は、電解液の分解や電極材料の溶出などの副反応などのため、いまだ十分に理解されていない。本研究では、エピタキシャル成長させて作成したNbドープのアナターゼTiO
薄膜から構成される薄膜全固体電池を用いて光応答Li
デインターカレーションに成功したことを示す。光照射下、放電時は、Liのデインターカレーションが起き、引き続いて、可逆的にTiOにインターカレーションする。さらに、光照射下では、充電容量の一部はキャパシタと同様、インターカレーションに寄らない電子移動に基づいていることがわかった。
渡邊 健太*; 堀澤 侑平*; 吉本 将隆*; 田村 和久; 鈴木 耕太*; 菅野 了次*; 平山 雅章*
Nano Letters, 24(6), p.1916 - 1922, 2024/02
被引用回数：1 パーセンタイル：0.02(Chemistry, Multidisciplinary)電気化学反応の固液界面から固固界面への拡張が進んでいる。本研究では、酸化チタン/リン酸リチウム/リチウムから構成される全固体電池で安定的に光電気化学反応を起こすことに成功した。酸化チタンの電位をフラットポテンシャルより正側にして光照射すると酸化電流が増加した。固固界面における光電気化学反応の原理は、固液界面の場合と同じであると考えられ、光電気化学反応が全固体電池でも起こせることを示した。
Sr
CoO
at initial electrochemical process in an alkaline solution松崎 陽*; 平山 雅章*; Oguchi, Shoya*; 粉生 守*; 池澤 篤憲*; 鈴木 耕太*; 田村 和久; 荒井 創*; 菅野 了次*
Electrochemistry (Internet), 90(10), p.107001_1 - 107001_8, 2022/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Electrochemistry)ペロブスカイト型構造を持つLaSrCoO酸素還元(ORR)および酸素発生(OER)反応について、様々な面方位を持つ2次元モデル電極を用いて調べた。パルスレーザー堆積法で合成した薄膜電極を用いることで、ORR反応の面方位依存性を明らかにした。電気化学測定より、1回目のORR/OERサイクルでは、ORRの反応活性は(001)面で最も高かったが、2回目のサイクルでは、活性が著しく低下した。放射光を用いた結晶構造解析を行い、LaSrCoOのバルクと表面の構造が変化していることがわかった。また、構造変化は酸素欠損サイトの形成によることが明らかになった。さらに、LaSrCoOの表面が部分的に分解されることも分かった。したがって、ORRおよびOER反応の活性を上げるには、電気化学反応に伴い形成される界面の構造が重要である。
MnO cathode in an all-solid-state thin-film battery during cycling引間 和浩*; 日沼 洋陽*; 清水 啓佑*; 鈴木 耕太*; 田港 聡*; 平山 雅章*; 増田 卓也*; 田村 和久; 菅野 了次*
ACS Applied Materials & Interfaces, 13(6), p.7650 - 7663, 2021/02
被引用回数：12 パーセンタイル：67.96(Nanoscience & Nanotechnology)(001)配向したLiMnO薄膜を正極とした全固体リチウムイオン電池を作成し、表面X線回折法で表面構造を解析した。LiPO
をコーティングした電極は、徐々に活性化し、活性化が終わると電池容量は維持されることがわかった。LiPOをコーティングした正極では、表面におけるMnやOの組成の変化がないためであると結論した。すなわち、本系は充放電に対して安定である特長を有することが判明した。このことはまた、今後の実用化に向け、重要な知見を与える結果である。
PO-modified LiRuO for lithium-rich layered rocksalt oxide cathodes田港 聡*; 平山 雅章*; 鈴木 耕太*; Kim, K.-S.*; 田村 和久; 菅野 了次*
Journal of Physical Chemistry C, 122(29), p.16607 - 16612, 2018/07
被引用回数：8 パーセンタイル：31.15(Chemistry, Physical)リチウムリッチな層状岩塩型酸化物はリチウムイオン電池の正極材料として期待されている。本研究では、LiPOで修飾したLiRuO(010)薄膜電極について、その表面構造と電気化学特性の関係を調べた。その結果、LiPOで修飾したLiRuO(010)表面では、表面のLiの一部がPに置換されており結晶構造が安定化していることが明らかになった。また、充放電速度についても検討し、20Cで可逆に充放電可能であることが分かった。
and their Zr-O surface modified electrodes阿部 真知子*; 射場 英紀*; 鈴木 耕太*; 南嶋 宏映*; 平山 雅章*; 田村 和久; 水木 純一郎*; 齋藤 智浩*; 幾原 雄一*; 菅野 了次*
Journal of Power Sources, 345, p.108 - 119, 2017/03
被引用回数：11 パーセンタイル：38.74(Chemistry, Physical)Ni, Co, Mn三元系リチウムイオン電池正極材料について、その劣化機構について、電気化学測定、X線・中性子線測定により調べた。実験の結果、Ni, Co, Mn三元系正極は、層状岩塩型構造とスピネル構造で構成されており、充放電を繰り返すと、充放電に関与しないスピネル構造が表面を覆っていくことが分かった。一方で、Zr-Oで表面をコートした材料は劣化しないことが知られており、その原因を調べた結果、層状岩塩型構造が安定に存在し続けていることが分かった。さらに、電極/溶液界面のLi濃度を上昇していることも分かった。
surface under high voltage battery operation田港 聡*; 平山 雅章*; 鈴木 耕太*; 田村 和久; 湊 丈俊*; 荒井 創*; 内本 喜晴*; 小久見 善八*; 菅野 了次*
Journal of Power Sources, 307, p.599 - 603, 2016/03
被引用回数：34 パーセンタイル：71.85(Chemistry, Physical)SrRuO(100)/Nb:SrTiO(100)上に作成したエピタキシャルLiCoO(104)薄膜を用いて、リチウムイオン電池正極材料の充放電過程における劣化機構について議論した。LiPOでLiCoO表面をコーティングしたものと、していないものを比較すると、コーティングすることで正極材料の劣化が抑えられることがわかった。表面X線回折実験で充放電過程における表面構造を追跡すると、コーティングした場合のLiCoO(104)表面は構造変化が少なく、その結果結晶構造が維持されて、劣化が抑えられていることが分かった。
菅野 了次*; 平山 雅章*; 鈴木 耕太*; 田村 和久
表面科学, 37(2), p.52 - 59, 2016/02
リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、軽量化が可能であることから、携帯デバイスから自動車、航空機まで搭載されている電池デバイスである。リチウムイオン電池は利用している化学反応の仕組み上、電池容量には理論的な上限が存在する。一方で、実際の電池性能は、充放電を繰り返すことで低下していくことが知られている。電池性能の低下の原因は電解液と電極材料の界面の構造変化に基づいていることが多い。したがって、電池性能を最大限引き出すには、電解液・電極界面の構造を解析し、何が起きているかを精密に調べる必要がある。そこで本解説では、これまで放射光を用いて電解液・電極界面を調べた結果について紹介する。
O epitaxial thin film electrode for lithium batteries鈴木 耕太*; 平山 雅章*; Kim, K.-S.*; 田港 聡*; 田村 和久; Son, J.-Y.*; 水木 純一郎; 菅野 了次*
Journal of the Electrochemical Society, 162(13), p.A7083 - A7090, 2015/08
被引用回数：11 パーセンタイル：36.55(Electrochemistry)LiMnO電極に関して表面コーティングの効果を調べた。SrTiO(111)基板上に作成した30nm厚のLiMnO薄膜電極上に3nmのLiPOをコーティングして電極を作成した。このようにして作成した電極上では、電気化学反応の可逆性が向上することがわかった。これは電極表面がコーティングされていることで、電気化学反応の反応場である界面が安定化されていることを示している。電気化学反応過程における表面構造は、コートしていない場合と比較して変化が少ないことも確認できた。
RuO epitaxial film electrodes and 
surface X-ray analysis田港 聡*; 平山 雅章*; 鈴木 耕太*; Kim, K.-S.*; Zheng, Y.*; 田村 和久; 水木 純一郎; 菅野 了次*
Journal of Materials Chemistry A, 2(34), p.17875 - 17882, 2014/11
被引用回数：21 パーセンタイル：55.49(Chemistry, Physical)リチウムリッチな層状化合物の表面構造とインターカレーション過程との関係を、X線構造解析手法を用いて調べた。これまでの電気化学測定から、3次元的に拡散するパスがあり、かつ電池容量は、(010)面より(001)面が露出している方が大きいことが分かっている。このことについて、X線回折やXAFS測定により電極表面構造の変化を追跡した結果、(010)面の構造変化は不可逆である一方、(001)面の構造変化は可逆であることが分かった。
Ti
O
(110) film electrode for lithium batteriesKim, K.-S.*; 当寺ヶ盛 健志*; 鈴木 耕太*; 田港 聡*; 田村 和久; 水木 純一郎; 平山 雅章*; 菅野 了次*
電気化学および工業物理化学, 80(10), p.800 - 803, 2012/10
被引用回数：12 パーセンタイル：29.96(Electrochemistry)充放電過程におけるLiTiO薄膜の電気化学特性および構造変化について調べた。X線回折およびX線反射率測定を行った結果、LiTiO膜は電解液と接触し、1回目の充放電サイクルを行う間、大きな構造変化が見られた。薄膜表面は、バルク構造とは異なった構造をとっており、これがナノサイズLiTiO電極が高容量である一方、不安定である原因であることがわかった。
in comparison with undoped UO, Mg-Nb doped UO and Ti doped UO藤野 威男*; 白鳥 徹雄; 佐藤 修彰*; 福田 幸朔; 山田 耕太*; 鈴木 康文; 芹澤 弘幸
Journal of Nuclear Materials, 297(2), p.176 - 205, 2001/08
被引用回数：20 パーセンタイル：79.16(Materials Science, Multidisciplinary)高燃焼度用LWR酸化物燃料の開発を目的として、Mgを添加したUO燃料の照射挙動を調べた。2.5~15mol% MgO添加UOと比較用無添加UOの焼結体小ディスク試料をJRR-3Mで最高94GWd/t(
1000
) まで照射した。照射後試験で、試料の外観と健全性、組織観察、スエリング率測定、FP放出挙動、熱伝導率測定等の高燃焼度における挙動のデータを得た。65GWd/t(700) 以上では試料全体にリム組織の生成がみられた。Mg添加UOでMgの固溶度が小さく、おもにMgOとしてUOマトリックス中に分散している燃料の高燃焼度照射挙動は、全般的に無添加UOと顕著な相違はみられない結果となった。(U,Mg)Oの固溶体の照射挙動が今後の課題である。
亀高 正男*; 岡崎 和彦*; 中山 一彦; 瀬下 和芳; 青木 和弘; 田中 義浩; 島田 耕史; 鈴木 一成*; 下釜 耕太*; 稲田 徳之*
no journal, ,
断層の活動性評価はいわゆる上載地層法として、断層に上載する地層に断層の変位・変形が及んでいるかどうかによってなされる。しかし、基盤岩中に断層破砕帯があり、それを上載する最近の地層が分布していない場合には、活動性を評価することが困難となる。本研究では、活断層と非活断層の断層破砕帯の観察・分析に基づく活動性評価手法について検討を進めている。本発表では、文献調査・地表地質踏査により調査露頭を選定した(花崗岩地帯に限定)。活断層の指標断層として、兵庫県南部、六甲山地に分布する六甲-淡路断層帯五助橋断層と、有馬-高槻構造線六甲断層を選定し、非活断層の指標断層としては、六甲山地北部の六甲蓬莱峡付近断層を選定した。本発表では、主に露頭において簡便に実施できる調査方法に着目し、断層面の形態観察(連続性・平面性など)、と原位置試験として破砕帯の硬さ及び色調の評価について、それぞれの手法の妥当性を検討した結果を報告する。
SrCoOエピタキシャル膜の空気極活性と表面構造変化平山 雅章*; 松崎 陽*; 池澤 篤憲*; 鈴木 耕太*; 荒井 創*; 菅野 了次*; 田村 和久
no journal, ,
ペロブスカイト型構造を持つLaSrCoO酸素還元(ORR)および酸素発生(OER)反応について、様々な面方位を持つ2次元モデル電極を用いて調べた。パルスレーザー堆積法で合成した薄膜電極を用いることで、ORR反応の面方位依存性を明らかにした。電気化学測定より、1回目のORR/OERサイクルでは、ORRの反応活性は(001)面で最も高かったが、2回目のサイクルでは、活性が著しく低下した。放射光を用いた結晶構造解析を行い、LaSrCoOのバルクと表面の構造が変化していることがわかった。また、構造変化は酸素欠損サイトの形成によることが明らかになった。さらに、LaSrCoOの表面が部分的に分解されることも分かった。したがって、ORRおよびOER反応の活性を上げるには、電気化学反応に伴い形成される界面の構造が重要である。
