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研究施設

研究室内の実験装置

  • X線回折装置（XRD）
    （Rigaku　Ultima III）
    合成した材料の結晶構造
    解析に使用します。

  • 電気炉
    材料合成に使用します。
    他にもたくさんあります。

  • 管状炉
    雰囲気を制御しながら焼成することができます。

  • 恒温槽
    温度を一定に保つことができます。充放電試験の時によく使います。

  • グローブボックス
    電池の研究には欠かせません。全部で６台あります。

  • 遊星型ボールミル
    粉末を機械的に混合することができます。材料合成に使います。

  • PLD装置
    薄膜の作製に使います。Ar、N2、O2、NF3の導入ができます。もう１台あります。

  • マグネトロンスパッタリング装置
    薄膜の作製に使います。

  • 充放電特性評価装置
    作製した電池の充放電特性を評価するのに使います。

  • MEA評価装置
    燃料電池（PEFC）の研究に使っています。

  • 走査型電子顕微鏡（SEM）
    材料の形態観察、組成分析（EDX）に使います。

  • 水電解セル
    水電解触媒の評価に使います。学生の手作りです。

  • 光応答特性評価装置
    光触媒の可視光応答性を評価するのに使います。

  • 回転電極評価装置
    PEFC用触媒のORR活性評価に使います。

  • チャンネルフロー二重電極測定装置（CFDE）
    二次電池、燃料電池触媒の評価に使います。

  • 薄膜セル測定用超高真空チャンバー
    超高真空下で電池の充放電特性の評価ができます。

学外の研究施設

SPring-8

SPring-8とは、兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出すことができる大型放射光施設です。放射光とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、磁石によって進行方向を曲げた時に発生する、細く強力な電磁波のことです。SPring-8では、この放射光を用いてナノテクノロジー、バイオテクノロジーや産業利用まで幅広い研究が行われています。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeV（80億電子ボルト）に由来しています。
（http://www.spring8.or.jp/ja/about_us/whats_sp8/）

BL01B1, BL37XU

ビームラインBL01B1では、3.8-113 keVの広いエネルギー領域で汎用的なXAFSを行うことができ、様々な研究分野で利用されています。試料の温度は、クライオスタットと電気炉を用いて4-1070 Kの間で調整できます。透過法XAFS用に、種々のイオンチェンバー及びガスが用意されています。蛍光法XAFSには、ライトル検出器と19素子Ge検出器が整備されています。また、高濃度の薄膜やバルク試料の測定には、転換電子収量（CEY）検出器が用意されています。薄膜等の斜入射XAFS測定には、θ-2θ回折計が配備されています。深さ分解XAFS計測用に、PILATUS 100K検出器が整備されています。クイックXAFS（QXAFS）法により、透過法XAFSが従来の1/2-1/5の時間で計測可能です。また、時間分解能10秒以上の時分割QXAFS測定が可能です。
BL37XUは、硬X線領域のアンジュレータービームラインで、X線マイクロ・ナノビームと蛍光X線を組み合わせた、元素・化学状態マッピング、蛍光分光XAFS、深さ分解XAFS、全反射蛍光X線分析、蛍光X線ホログラフィーなどを中心とした研究が行われています。このビームラインは2つのブランチと3つの実験ハッチを持っています。Aブランチは、二結晶分光器による標準型ビームライン、Bブランチは単結晶分光器により高エネルギーX線が得られるブランチです。

http://www.spring8.or.jp/wkg/BL01B1/instrument/lang/INS-0000000401/instrument_summary_view
http://www.spring8.or.jp/wkg/BL01B1/instrument/lang/INS-0000000401/instrument_summary_view

  • 実験ハッチの前にて

  • 実験ハッチの開閉操作中

  • 実験ハッチ内の様子

  • 実験中

  • 制御用PC

  • スペクトル収集の様子（動画）

BL02B2, BL04B2, BL08W, BL14B2, BL19B2, BL27SU, BL37XU, BL40B2でも実験しています。

J-PARC

新ビームラインにおける蓄電池研究
  • 数Å～数百Åにわたる電極構造変化を観測可能な、大強度陽子加速器施設(J-PARC)設置のビームラインにおいて、高品位中性子実験データの取得し、リチウム・酸素等の軽元素の位置や占有率といった電極材料の構造情報を得ます。
  • 長時間を要する、通電や高温実験を含むin-situダイナミクス中性子実験により、世界に先駆けて、リチウムや酸素の非平衝状態を明らかにします。
  • 持ち出しが困難な中性子測定セルをBLに保管して、充放電と中性子測定を繰り返すことで、サイクルに伴うリチウム、酸素の微視的構造変化を追跡し、電池劣化要素を見極めます。

  • J-PARCにて