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塩谷 光平; 新山 友暁*; 下川 智嗣*
Materials Transactions, 66(6), p.704 - 711, 2025/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)ハイエントロピー合金(HEA)は、ほぼ等量ずつの5種類以上の元素により構成される多元系合金である。本論文では、HEAにおける粒界移動の分子動力学シミュレーションを実施し、HEAの各構成元素の濃度が粒界移動挙動に及ぼす影響を系統的に調査した。解析の結果、HEAの粒界移動に必要な駆動力は、粒界の移動が間欠的になるか、あるいは粒界移動速度が低下する条件において最大になることがわかった。また、最大の駆動力は粒界への元素の偏析度合いが最大になるときに達成された。さらに、粒界偏析の度合いはHEAの構成元素組成によってさまざまに制御可能であり、粒界偏析は粒界の移動に必要な駆動力や粒界移動速度といった粒界の移動挙動に強く影響を与えることがわかった。本研究は、HEAの元素組成が粒界移動挙動を決定する上で重要な役割を果たすことを示し、得られた結果は優れた機械的特性を有するHEAの設計に貢献するものである。
M
O
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：2 パーセンタイル：22.93(Chemistry, Multidisciplinary)Spinel oxides can be a promising high-potential cathode material of photo-rechargeable batteries. However, LiMnMO (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. LiMnFeO showed a substantially higher discharge capacity compared to that of LiMn
O 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.
frameworks下川 航平*; 畠山 拓也*; Li, H.*; 市坪 哲
Current Opinion in Electrochemistry, 38, p.101209_1 - 101209_8, 2023/04
被引用回数：6 パーセンタイル：15.36(Chemistry, Physical)A wide variety of crystal structures for MnO is promising for basic frameworks of cathode materials in next-generation batteries such as Mg rechargeable batteries. In this short review, recent progress on MnO-based cathode materials for Mg rechargeable batteries is summarized, especially focusing on the structures of the polymorphs, 
-MnO and 
-MnO, to discuss the criteria for achieving topotactic reactions during magnesiation.
Ye, X.*; 下川 航平*; 毛塚 有飛*; 畠山 拓也*; Li, H.*; 市坪 哲
Journal of Physical Chemistry C, 127(11), p.5210 - 5218, 2023/03
被引用回数：2 パーセンタイル：10.57(Chemistry, Physical)In this study, wide-range compositions in Mg-Zn-Mn oxide systems were investigated to understand its phase stability for the development of high-energy-density rechargeable Mg batteries. The obtained results showed that the stability of the spinel structure can be significantly improved by compositionally incorporating stable XO (X = Zn, Mg) with -MnO. In particular, (i) the equimolar mixing of XO and MnO is essential to obtain a single-phase cubic spinel structure and (ii) a higher Zn/Mg ratio is effective for preventing the formation of an irreversible rock salt phase to decrease the overpotential during discharge/charge cycling.
O/TiO in a water-in-salt electrolyte for photo-rechargeable batteries下川 航平*; 松原 翔吾*; 岡本 章玄*; 市坪 哲
Chemical Communications, 58(69), p.9634 - 9637, 2022/09
被引用回数：13 パーセンタイル：70.44(Chemistry, Multidisciplinary)Photocharging of high-potential spinel LiMnO is demonstrated by using a water-in-salt electrolyte and TiO nanoparticles. In a developed half-cell system with an electron acceptor, Li extraction from LiMnO proceeds under the illumination of UV-visible light at an estimated rate of c.a. 23 mA g
. This work paves the way for highpotential cathode materials in photo-rechargeable batteries.
塩谷 光平; 新山 友暁*; 下川 智嗣*
no journal, ,
ハイエントロピー合金(HEA)は、ほぼ等モルずつの5種類以上の元素から構成される合金の総称であり、高強度と高延性の両立や高い高温強度をはじめとした優れた力学特性を示すことから注目を集めている。HEAの力学特性の発現機構は主に結晶粒内で発生する現象に基づいて理解されてきたが、粒界のように原子配列が乱れた領域で生じる現象と力学特性の関係を理解することもまた重要である。本研究では、HEAの粒界を起点とする塑性現象の例として、粒界からの転位放出現象や高温での粒界移動現象に着目した。これらの現象と粒界特性の関係の理解を目的として、分子動力学(MD)法を用いた原子論的な解析を実施した。解析の結果、粒界偏析が発生することにより粒界からの転位放出応力や粒界移動抵抗が上昇することが分かった。また、HEAの粒界移動抵抗は従来合金と比較して高いことも分かった。この理由として、HEAの粒界中での偏析元素の拡散が遅いことが候補にあげられ、拡散が遅くなる原因にはHEAが多成分元素から構成されていることが関連している可能性を見出した。
