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-tetrafluoroethylene) films using different mediaNuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; et al.
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 40(4), p.359 - 362, 2015/12
ナノ構造制御したアニオン交換膜を作製するため、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に塩化ビニルベンジルモノマーのイオン飛跡グラフト重合を行った。低フルエンスの照射の下でグラフト率をできる限り高めるため、グラフト重合における反応媒質の影響を検討した。反応媒質として純水(H
O)とイソプロピルアルコール(
PrOH)の混合液を用いた場合、560MeV 
Xeビームによるグラフト率は、HO/PrOH比の増大とともに高くなり、HOのみのとき最大となった。この結果は、いわゆるゲル効果に類似した現象を考えれば理解できる。すなわち、グラフト鎖は貧溶媒の存在下で反応媒質に不溶となって凝集し、他の鎖との再結合(言い換えれば停止反応)が抑制されることに起因すると考えられる。
modulated by Mn substitution米田 安宏; 小原 真司*; 野口 祐二*; 宮山 勝*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 40(1), p.29 - 32, 2015/03
積層型セラミッックコンデンサとして広く用いられている強誘電体材料のチタン酸バリウム(BaTiO)は特性向上のための添加物ドーピングが研究されている。特にマンガン(Mn)はBaTiOの特性を大きく向上させる添加物として重要である。しかしながらMnは酸素欠損などの周囲の状況によって、その働きが大きく異なるため、Mn添加効果を正しく評価することは困難であった。しかしながら近年、酸素空孔がコントロール可能な作成法が実現し、Mnの添加効果を正確に評価できるサンプルが入手できるようになった。そこで、BaTiOにドープされたMnの価数をX-ray absorption fine structure (XAFS)を用いて決定し、添加物効果がもたらす構造変化を2体相関分布関数法を用いて検討した。その結果、MnはTiと同じ4価でドープされMn添加は局所構造に大きな影響を与えていることがわかった。
有馬 立身*; 出光 一哉*; 稲垣 八穂広*; 河村 雄行*; 舘 幸男; 四辻 健治
no journal, ,
ウラニルイオンの粘土表面および層間水中での拡散・吸着挙動を評価するため、ウラニルイオン-粘土鉱物-水を計算対象として分子動力学計算を行った。ウラニルイオンは自由水中において水分子が5配位の状態が安定であることが確認された。粘土表面のウラニルイオンが水分子を5つ配位したまま吸着しており、外圏錯体として吸着する可能性のあることが判明した。
武田 全康
no journal, ,
Recently, more than 30 neutron reflectometers have been constructed at neutron experimental facilities all over the world. Furthermore, the number of the neutron reflectometer is still increasing, and it is not exceptional to have more than one neutron reflectometer at one facility. This is because the neutron reflectometry is ideal and nondestructive technique to analyze structures of surface and interface where new physical phenomena are expected to emerge. Such interface is very important for nanotechnology because it has a close relation to the practical devices which are indispensable to our daily life. In this talk, we will report the outline design specification, and the basic performance of the new neutron reflectometer SHARAKU installed at J-PARC as a state of the art polarized neutron reflectometer.
山下 真一郎; 三輪 周平; 逢坂 正彦
no journal, ,
軽水炉のシビアアクシデント(SA)条件下における核分裂生成物(FP)の化学は、FP放出・移行挙動を正確に評価する上でより詳細に理解される必要があり、これによりソースターム評価における不確実性の低減が期待される。我々は、ソースターム評価における不確実性を低減させるために、FP化学に着目したFP放出・移行挙動評価のための新しい研究開発を開始した。本研究開発計画に従い、FP化学形評価のためのデータを取得するとともにそのデータ解析を行い、FP放出・移行モデルを改良する。これにより、モデル改良結果をTHALES-2のようなSA解析コードに反映していく予定である。
米田 安宏
no journal, ,
2体相関分布関数(pair-distribution function)法は、短距離から中距離レンジの構造を可視化する手法である。従来は液体やアモルファスなどの非晶質物質に対して適用されてきたが、放射光X線やパルス中性子線などの光源を用いることで結晶化した物質にも用いられるようになった。強誘電体や磁性体、水素吸蔵合金など、ドメインを介在した物性はドメイン構造があるために従来の結晶構造解析で得られる平均構造ではドメイン内部の構造との間にずれが生じる。PDF解析は局所構造と平均構造の橋渡しをする手法として注目されている。特に、放射光を用いた結晶PDF解析について研究手法の開発と利用研究の概要を述べる。
長谷川 伸; 深澤 秀行*; 越川 博; Chen, J.; 前川 康成
no journal, ,
燃料電池用高分子電解質膜の開発を目的に、高温での機械特性及び耐久性に優れた芳香族系炭化水素であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)からなる電解質膜(PEEK-PEM)の作製と諸特性について検討した。今回、機械特性や耐熱性などの向上が報告されている無機ナノ粒子(シリカ、酸化マグネシウム及び酸化アルミニウム)を配合した複合PEEK膜(複合化PEEK)を用いて、放射線グラフト重合による電解質膜の調製を検討したところ、グラフト率15
196%、IEC 0.723.42mmol/gの電解質膜(複合化電解質膜)が作製できた。複合化電解質膜のうち、3%シリカ含有膜は、PEEK基材のみと比較して破断強度が7%増加した。イオン交換容量(IEC)2.1mmol/gに調製した複合化電解質膜のプロトン伝導度は、同IECをもつPEEK基材のみの電解質膜に比べ45%増加する効果を確認した。
大和田 謙二
no journal, ,
結晶の内部において一軸方向にTi濃度
が緩やかに変化するリラクサー強誘電体Pb[Mg![$$_{1/3}rm Nb_{2/3})_{1-x}Ti_{x}]O_{3}$$](/search/images/ERPXWMJPGN4VY2TNEBHGEX11GIXTG5JJL33TCLLYPVKGSX11PB4V0T05PMZX0JA.gif)
を放射光X線で調べた。結晶内部に明確にモルフォトロピック相境界が存在し、その相境界を横切るように回折実験を行った。その結果、相境界において結晶コヒーレンス長の急激な減少がみられ、それと同期するように誘電率の大幅な上昇がみられた。ドメイン壁密度と誘電率の関係を考えるうえで重要な情報である。
山本 春也; 箱田 照幸; 八巻 徹也; 島田 明彦; 吉川 正人
no journal, ,
高分子形燃料電池の普及にあたって克服しなければならない問題の一つに白金触媒の使用量の低減があり、特にカソード正極における酸素還元反応を促進する白金代替触媒の開発が重要課題の一つとなっている。本研究は、白金代替触媒として期待される炭素系触媒の開発を目指し、パルスレーザ蒸着法による鉄(Fe)及び窒素(N)を添加した炭素(Fe-N-C)薄膜の作製を行った。窒素分圧をパラメータに雰囲気中で等方性黒鉛と鉄をガラス状炭素基板(基板温度: 800
C)に交互に堆積させ、電気化学測定により酸素還元電位を評価した。その結果、成膜中の窒素分圧を高くすることにより、その酸素還元電位が高くなる傾向を示し、窒素分圧: 5Torrで作製したFe-N-C膜では、白金の酸化還元電位(0.85V vs. NHE)に迫る、0.75V vs. NHEの酸素還元電位を示した。さらにX線光電子分光法によりFe-N-C薄膜の窒素の化学結合状態を調べた結果、酸素還元活性の発現にグラファイト型の窒素-炭素結合が関係していることが示唆された。
小野田 忍; 大島 武; 寺地 徳之*; Jelezko, F.*; 磯谷 順一*; 伊藤 久義
no journal, ,
ダイヤモンド中の窒素-空孔(NV)カラー中心は、量子コンピュータや微弱磁気センサとしての応用が期待されている。我々は、NVカラー中心の新たな応用先として蛍光飛跡検出器を提案している。実験は、高温高圧法によって作製されたダイヤモンドに490MeVのOsイオンを照射し、1000度で2時間の熱処理を行った。その後、共焦点顕微鏡によって微弱な蛍光を測定した。Osイオンをダイヤモンド基板とほぼ平行に照射することで、飛跡に沿って形成されたNVカラー中心を観察することに成功した。
前川 康成
no journal, ,
Radiation-induced grafting technique was applied to the development of proton- and anion-exchange membranes (PEM and AEM) for hydrogen- and alkaline hydrated hydrazine-fuel cells (FCs). For PEM, mechanically and thermally stable poly(ether ether ketone) (PEEK) film could be converted to graft-type PEMs (PEEK-PEMs), which showed superior conductivity and tensile strength under low and high RH conditions than those of Nafion, Accordingly, the PEEK-PEMs with high IEC values possesses both superior conductive and mechanical properties. In contrast, by introducing poly(vinylimidazolium hydroxide) (PVIm) as an anion exchange group using radiation grafting, poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) could be converted to ETFE-AEMs, exhibiting higher anion conductivity and alkaline stability than commercial AEMs. We proved that moderate basicity and dissociation properties of PVIm were important characteristic for conductivity and alkaline stability.
八巻 徹也
no journal, ,
日本原子力研究開発機構では、独自の量子ビーム技術を駆使して、燃料電池に応用可能な高分子電解質膜の開発を進めている。本講演では、発表者らによるその活動のうち、高エネルギー重イオンビーム照射によるグラフト重合を利用したナノ構造制御電解質膜の開発について報告する。今回は、膜中に形成されるプロトン伝導部のナノ構造や、プロトン伝導度など各種物性を
線グラフト電解質膜と比較しながら議論する。
吉村 公男; 越川 博; 八巻 徹也; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 前川 康成
no journal, ,
水加ヒドラジンを液体燃料としたアニオン伝導形燃料電池の実現には、アニオン伝導電解質膜のアルカリ耐性の革新的な改善が必須となっている。本研究では、4(5)-ビニルイミダゾールのグラフト重合、
-アルキル化およびイオン反応を検討することで、アルカリ分解反応が報告されている化学構造を排除した新規アニオン膜の合成ルートを確立した。60C、1M水酸化カリウム水溶液中での導電率減少からアルカリ耐性を評価した結果、本研究のアニオン膜は従来膜に比べ浸漬初期の導電率の急激な減少が明確に抑制されていた。分解の起点となるベンジル位と水素を分子構造中に含まない分子設計が、アルカリ耐性の向上に重要であることが確認できた。
