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論文

Optimizing LiMn$$_{1.5}$$M$$_{0.5}$$O$$_{4}$$ cathode materials for aqueous photo-rechargeable batteries

下川 航平*; 松原 翔吾*; 河口 智也*; 岡本 章玄*; 市坪 哲

Chemical Communications, 59(51), p.7947 - 7950, 2023/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:20.85(Chemistry, Multidisciplinary)

Spinel oxides can be a promising high-potential cathode material of photo-rechargeable batteries. However, LiMn$$_{1.5}$$M$$_{0.5}$$O$$_{4}$$ (M = Mn) has a difficulty in a rapid degradation during charge/discharge under the illumination of UV-visible light. In this study, various spinel-oxide materials by modifying the composition (M = Fe, Co, Ni, Zn) were investigated to demonstrate photocharging in a water-in-salt aqueous electrolyte. LiMn$$_{1.5}$$Fe$$_{0.5}$$O$$_{4}$$ showed a substantially higher discharge capacity compared to that of LiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$ after long-term photocharging owing to enhanced stability under illumination. The result of this work provides fundamental design guidelines of spinel-oxide cathode materials to develop photo-rechargeable batteries.

論文

Partial breakdown of translation symmetry at a structural quantum critical point associated with a ferroelectric soft mode

石井 悠衣*; 山本 有梨沙*; 佐藤 直大*; 南部 雄亮*; 河村 聖子; 村井 直樹; 尾原 幸治*; 河口 彰吾*; 森 孝雄*; 森 茂生*

Physical Review B, 106(13), p.134111_1 - 134111_7, 2022/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

We report that complete suppression of a phonon-driven structural phase transition causes partial breakdown of a three-dimensional translation symmetry in a well-defined sublattice. This state is revealed for a dielectric compound, Ba$$_{1-x}$$Sr$$_x$$Al$$_2$$O$$_4$$, that comprises an AlO$$_4$$ network incorporated into a hexagonal Ba(Sr) sublattice. Pair distribution function analyses and inelastic neutron scattering experiments provide clear-cut evidence of the AlO$$_4$$ network forming a continuum of Al-O short-range correlations similar to glasses, whereas the Ba(Sr) sublattice preserves the original translational symmetry. This glassy network significantly dampens the phonon spectrum and transforms it into the broad one resembling those typically observed in glass materials.

論文

Structural phase transition in cobalt oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ observed by high-resolution synchrotron and neutron diffraction

下野 聖矢*; 石橋 広記*; 永吉 祐輔*; 池野 豪一*; 河口 彰吾*; 萩原 雅人; 鳥居 周輝*; 神山 崇*; 市橋 克哉*; 西原 禎文*; et al.

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 163, p.110568_1 - 110568_7, 2022/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:9.25(Chemistry, Multidisciplinary)

The structural phase transition from cubic ($$Ibar{4}3m$$) to a $$c > a$$ tetragonal ($$Ibar{4}$$) at $$T_{rm S}$$ $$sim$$ 180 K was found in non-centrosymmetric oxyfluoride Co$$_{3}$$Sb$$_{4}$$O$$_{6}$$F$$_{6}$$ by high-resolution neutron and synchrotron powder diffraction. To investigate this phase transition, specific heat, magnetization, and dielectric measurements were performed. Although the specific heat and dielectric constant showed anomalies at $$T_{rm S}$$, a phase transition to ferroelectricity was not observed in the polarization hysteresis loop down to 30 K. The rotation of the CoO$$_{2}$$F$$_{4}$$ octahedron was observed at $$T_{rm S}$$ from the structural analysis using synchrotron and neutron powder diffraction data. It was found that the magnetic phase transition from paramagnetic to G-type antiferromagnetic occurred at $$T_{rm N}$$ $$sim$$ 67 K, at which a peak was observed in the specific heat measurements, via magnetic structure analysis using neutron powder diffraction data. The magnetic moments of Co$$^{2+}$$ were aligned along the tetragonal $$c$$-axis direction with a Co$$^{2+}$$ moment of 2.80(1) $$mu_{rm B}$$ at 13 K.

論文

原子力災害の防護方策の意思決定; リスクトレードオフとステークホルダー関与

神田 玲子*; 本間 俊充*; 高原 省五; 坪倉 正治*; 大迫 政浩*; 川口 勇生*; 加藤 尊秋*

リスク学研究, 30(3), p.133 - 139, 2021/04

東京電力福島第一原子力発電所(1F)事故から約10年が経過し、原子力災害時における防護措置について多くの経験が蓄積されてきた。1F事故後の防護措置では、住民へのパターナリスティックな介入や脆弱な集団の避難による健康リスクの増加などの問題が明らかになった。また、除染等の長期的な管理においても、次世代や県外の住民等のステークホルダー間において、リスク・トレードオフが発生しており複雑で継続的な課題と向き合うことになる。これらの事例は、原子力災害の特徴としてリスクが地理的にも時間的にも広範にわたるため、現実の対応では個々の事例に則した対応が不可欠であることを示している。今後、原子力防災の改善にあたっては、国等による合理的な防災計画に加えて住民等の理解や考え方を防災計画に反映することで、トップダウン的アプローチとボトムアップ的アプローチをバランスよく取り入れていく必要がある。

論文

Colossal barocaloric effects in plastic crystals

Li, B.*; 川北 至信; 河村 聖子; 菅原 武*; Wang, H.*; Wang, J.*; Chen, Y.*; 河口 沙織*; 河口 彰吾*; 尾原 幸治*; et al.

Nature, 567(7749), p.506 - 510, 2019/03

 被引用回数:278 パーセンタイル:99.46(Multidisciplinary Sciences)

冷却は現代社会では、世界における25-30%の電力が空調や食料保存に用いられるように、重要である。従来の気化、圧縮で冷却を行う方法は、温暖化などの観点から限界が来ている。有望な代替手段として固体の熱量効果を用いた冷却方法が注目を集めている。しかしながら、この方法は、現在候補に挙げられている物質ではエントロピー変化の小ささや巨大な磁場を必要とするところなどから性能に限界がある。そこで我々は柔粘性結晶における圧力誘起の相転移で冷却が起こる巨大圧力熱量効果を報告する。柔粘性結晶の一つであるネオペンチルグリコールのエントロピー変化は室温近傍において単位キログラム、単位温度あたり、約389ジュールであった。圧力下の中性子散乱実験の結果から、そのような巨大圧力熱量効果は分子配向の非秩序化、巨大な圧縮率、極めて非線形性の強い格子ダイナミクスの組み合わせに由来することが明らかになった。我々の研究により、柔粘性結晶における巨大圧力熱量効果発現の微視的機構が明らかとなり、次世代の固体を使った冷却技術の確立に筋道を付けることができた。

口頭

励起子絶縁体Ta$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$への元素置換効果とX線回折による結晶構造の研究

廣瀬 雄介; 土田 駿*; 佐野 純佳*; 河口 彰吾*; 小林 慎太郎*; 大村 彩子*; 摂待 力生*

no journal, , 

Ta$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$はTc~330Kで直方晶から単斜晶への構造相転移と同時に絶縁体化し、励起子絶縁体の数少ない候補物質として注目され、盛んに研究がなされている。これまで我々は、元素置換によってTcの抑制や系の金属化などが起こることを明らかにしてきた。本研究では、元素置換による電子状態の変化の起源を結晶構造解析により、明らかにすることを目的とし、SPring-8のBL02にて、元素置換したTa$$_{2}$$NiSe$$_{5}$$の粉末X線回折実験を行ったので、その結果を発表する。

口頭

ナノ粒子コーティングによる樹脂基板へのエアロゾル付着防止

佐藤根 大士*; 瀬川 智臣; 川口 浩一; 田口 翔悟*; 山本 拓司*; 飯村 健次*

no journal, , 

ナノ粒子コーティングは粉末付着防止に有効な手法であり、幅広い用途への利用が期待できる。しかしながら、これまでナノ粒子コーティングは、ガラスや金属等の無機材料を対象としており、樹脂基板表面の成功例は無かった。本研究では、樹脂基板表面にカチオン系高分子電解質をあらかじめ吸着させることにより、シリカナノ粒子のコーティングに成功した。

口頭

「IRPA Practical Guidance for Engagement with the Public on Radiation and Risk」翻訳WGの活動報告

吉田 浩子*; 野村 直希*; 河野 恭彦; 迫田 晃弘; 黒田 佑次郎*; 内藤 航*; 廣田 誠子*; 工藤 伸一*; 高原 省五; 恵谷 玲央*; et al.

no journal, , 

本WGでは、国際放射線防護学会(以下「IRPA」)が加盟学会に向けて、2020年に発行した"Practical Guidance for Engagement with the Public on Radiation and Risk"(以下「IRPAガイダンス」)を日本語に翻訳し、国内の放射線防護専門家をはじめとした本テーマに関心を有する関係者へ情報を提供することを目的とし、作業を進めてきた。

口頭

「IRPA Practical Guidance for Engagement with the Public on Radiation and Risk」翻訳WG企画セッション

吉田 浩子*; 野村 直希*; 河野 恭彦; 迫田 晃弘; 黒田 佑次郎*; 内藤 航*; 廣田 誠子*; 工藤 伸一*; 川口 勇生*; 恵谷 玲央*; et al.

no journal, , 

本WGでは、国際放射線防護学会(以下「IRPA」)が加盟学会に向けて、2020年に発行した"Practical Guidance for Engagement with the Public on Radiation and Risk"(以下「IRPAガイダンス」)を日本語に翻訳し、国内の放射線防護専門家をはじめとした本テーマに関心を有する関係者へ情報を提供することを目的とし、作業を進めてきた。IRPAガイダンスの内容については2020年6月に行われた保健物理学会企画シンポジウムで発表し、多くの専門家の方々に聴講いただき、ご意見をいただいた。本企画セッションではpublic engagementと関連する具体例/状況にテーマを絞り議論を進める。なお、ガイダンス全体の活動報告はポスターでの発表を予定しているので、併せてご確認いただきたい。

口頭

放射線被ばくに伴うがんリスクの推定コードの開発専門研究会

佐々木 道也*; 高木 俊治*; 甲斐 倫明*; 古川 恭治*; 川口 勇生*; 工藤 伸一*; 高原 省五; 大音師 一嘉*; 嶋田 和真; 佐藤 大樹

no journal, , 

日本保健物理学会では、低線量放射線被ばくに伴うリスクの定量的な議論への貢献を目的として、「放射線被ばくに伴うがんリスクの推定コードの開発専門研究会」を設置した。本発表では、2020年度から2021年度までの2年間に実施してきた活動内容について報告する。

口頭

ペロブスカイト型酸フッ化物AgTiO$$_2$$Fにおける極性の発現と相転移

稲熊 宜之*; 勝又 哲裕*; 高見 拓矢*; 三村 和仙*; 小林 慎太郎*; 河口 彰吾*; 米田 安宏

no journal, , 

これまで報告されているPerovskite型複合アニオン酸フッ化物のほとんどが立方晶をとるのに対して、AgTiO$$_2$$Fは正方晶をとり、アニオン八面体が反位相にtiltしている。このような違いが何故生ずるのを明らかにするため、平均構造、局所構造、極性およびそれらの相互関係を調べ、極性の起源を明らかにした。光第二高調波(SHG)測定を行ったところ、室温でSHG信号が観測され、極性を示す可能性が示唆された。さらに、高温X線回折測定により対応する相転移が観測された。これらから、ミクロな分極を持つ構造モデルで局所構造を解析する必要がある。

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