セラミックスワールドから新しいエネルギー・環境循環社会へ

高機能無機材料の合成法を研究

　無機物を構成する元素の種類は多く、物質の機能を決定する元素の並べ方も多いので、まだまだ未知の性質を持った物質は創生可能です。もし、元素をつかんで並べることができるピンセットを持っていたら、積み木のように簡単に機能材料を創生することができます。その役割を担うのが化学反応です。
　私たちの研究室では、このような物質があったらいいなと思う結晶や分子の配列を設計して、元素や分子を並べる合成方法の研究と合成した物質の評価を行っています。 目的としているのは、燃料電池やリチウム電池または化学センサに利用できる物質です。
　たとえば、異種の金属は隣接しにくい場合が多いですが、それぞれの金属を金属錯体にして溶液中に分散しやすくすると、異種の金属どうしが近寄ることができ、反応しやすくなります。
　 また、目的物質が触媒である場合は、微粒子にするように合成方法を考えます。触媒は活性点が表面に存在します。そのため、表面積が大きい微粒子は重量当たりの活性点を多く持ちます。結果として、少ない原料で十分働く触媒が得られることになります。

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�@湿式法による低温合成と燃料電池触媒としての評価

　CO₂排出量が少ない燃料電池を普及させるためには、白金系の触媒を安価な材料の触媒に置き換える必要があります。そこで、鉄(Fe)などの遷移金属を触媒活性点とする複合酸化物をより高活性になるように設計し、さらに活性を向上させるために微粒子として合成するための方法を研究しています。

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�A固体電解質の高密度化による導電性の向上　　

　リチウムイオン電池の安全性を向上するために、高導電性を示すリチウムイオン固体電解質の合成法を研究しています。

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論文

◆Preparation of Highly Conductive Phthalocyaninato-Cobalt Iodide at the Interface between Aqueous KI Solution and Organic Solvent and Catalytic Properties for Electrochemical Reduction of CO2
S.Takase, T.Aritsu, Y.Sakamoto, Y.Sakuno, Y.Shimizu, Bull. Chem. Soc. Jpn. 2023, 96, 649-653.

◆Sensing Properties of Solid Electrolyte NOx Sensor Using NASICON and Perovskite-Type Oxide Electrode
H.Takahashi, S.Takase, Y.Shimizu, IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering,m, 18(6), pp. 989-991(2023)
　　　　　

◆Electrochemical Sulfite-Ion Sensor Using Sm2CuO4-Based Layered Perovskite-Type Oxide Thick Film
Y.Shinoda, S.Takase, Y.Shimizu, IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering
18(2), pp. 300-302(2023)
　

◆Electrochemical Nitrate-Ion Sensor Based on CuCo2O4Spinel-Type Oxide Thick-Film
K.Tsuji, S.Takase, Y.Shimizu, IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines, 142(11), pp. 308-309(2022)
　

◆Effect of Metal-Nitrate Receptor on Solid-Electrolyte Impedancemetric NOxSensor Performance
N.Kijima, S.Takase, Y.Shimizu, IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines
142(1), pp. 13-14 (2022)
　

◆Bi-functional Oxygen Electrocatalysts Using Mixed-Metal Tungsten-Nitrides in Alkaline Media
S.Nomoto, H.Kitamura, S.Takase, Y.Shimizu, Electrochemistry, 90(8),087005(2022)
　

◆Synthesis of Nano-Cobalt Metal Doped Carbon for Hydrogen-Phosphate Ion
K.Tsuji, S.Takase, Y.Shimizu IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines, 141(9) accepted 2021.3.24

◆Effects of Microwave-Assisted Reflux in Wet-Chemical Synthesis of High Sodium-Ion Conductive Na₅DySi₄O₁₂
Satoko Takase, Kazuaki Nakashima, Masato Arima, Kouki Terada, Youichi Shimizu
Solid State Ionics ( Elsevier B.V. ) 364 115607 Article number 115607
2021年06月 [査読有り]

◆A Cobalt-Nickel Metal-Alloy Thin-Film Sensor for Hydrogen-Phosphate Ion
Hideyasu Nakamura, Satoko Takase, Youichi Shimizu
Analytical Science ( 日本分析化学会 ) 37 ( 2 ) 337 - 340 accepted 2020.9.7, Published on-line 2020.9.11
2021年02月 [査読有り]

◆Impedancemetric Sensor Using Eu₂CuO₄ Thick-film for Detection of CO
Yoshihiko Tanioka, Satoko Takase, Youichi Shimizu
IEEJ Transactions on Sensors and Micromachines ( 電気学会 ) 141 ( 1 ) 37 - 38 accepted 2020.7.8
2021年01月 [査読有り]

◆ガスセンサの呼気検出によるヘルスケア分野への応用
清水陽一
ぶんせき ( 日本分析化学会 ) 551 ( 11 ) 467 - 468
2020年11月 [招待有り]

◆Photoelectrochemical Reduction of CO₂ using a TiO₂ Photoanode and a Gas Diffusion Electrode Modified with a Metal Phthalocyanine Catalyst
Katsuichiro Kobayashi, Shi Nee Lou, Yoshiyuki Takatsuji, Tetsuya Haruyama, Youichi Shimizu, Teruhisa Ohno
Electrochimica Acta 338 Article number 135805
2020年04月 [査読有り]

◆ペロブスカイト型酸化物担持電極の亜硝酸イオン応答特性
森山実加子、高瀬 聡子、清水 陽一
Chem. Sensors 36 ( Sup. A ) 52 - 54
2020年03月

◆A Lithium-Ion Conductive Li_1.5Al_0.25Ga_0.25Ti_1.5(PO₄)₃ Solid Electrolyte for Electrochemical Device
Kengo Oda, Hiroaki Saitoh, Yuto Hoaki, Hayato Shimoda, Toyoki Hirao, Wataru Ichiyoshi, Satoko Takase, and Youichi Shimizu
Solid State Ionics 346 Article number 115212
2020年03月 [査読有り]

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