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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Effect of added Ni on defect structure and proton transport properties of indium-doped barium zirconate

  Kuroha T., Yamauchi K., Mikami Y., Tsuji Y., Niina Y., Shudo M., Sakai G., Matsunaga N., Okuyama Y.

  International Journal of Hydrogen Energy   45 ( 4 ) 3123 - 3131   2020年01月

  共著

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  © 2019 Hydrogen Energy Publications LLC We investigated the influence of Ni on protonic ceramic fuel cells based on indium-doped barium zirconate. A tubular fuel cell was fabricated and evaluated with BaZr0.8In0.2O3−δ as an electrolyte. The maximum power density was 0.143 W cm−2 and the ohmic resistance of the electrolyte was 0.91 Ω cm2 at 873 K. We used secondary ion mass spectrometry to measure the dissolution of Ni in the electrolyte N to be 0.015. To clarify the effect of Ni on proton transport properties of BaZr0.8In0.2O3−δ, electrical conductivity and proton concentration were measured by AC impedance analysis and thermogravimetric analysis. Electrical conductivity decreased as the NiO content increased. Conversely, proton concentration was independent of the NiO content and proton diffusivity decreased. The sample density also depended on the NiO content. The density decreased as NiO content increased. These results were consistent with the density calculated based on a model describing formation of oxygen vacancies.

  DOI

• Hydrogen production combining steam reform and electrolysis by electrochemical cell using proton conducting oxide

  Okuyama Y., Nagatomo S., Niisaka A., Matsunaga N., Sakai G., Sasamata Y., Ogura Y., Mizutani Y.

  ECS Transactions   91 ( 1 ) 2653 - 2659   2019年

  共著

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  © The Electrochemical Society. Steam electrolysis using a proton conducting oxide might offer low-cost hydrogen production using a combination of electrical energy and thermal energy that comes from solar energy. On the other hand, the hydrogen production efficiency is low due to the electrical leakage for the electrolysis of H2O-O2. In this study, the additive effect of methane on the hydrogen production efficiency for stem electrolysis using a proton conducting oxide was examined. The steam electrolysis was performed under a H2O-O2, H2O-CH4 atmosphere at 1073 K. The hydrogen evolution rate of the H2O-CH4 electrolysis with the Ru catalyst was in agreement with the value according to Faraday's law. The hydrogen evolution rate and the electrolysis voltage were found to increase in the order of the H2O-CH4 electrolysis with the catalyst < the H2O-CH4 electrolysis without the catalyst < the H2O-O2 electrolysis.

  DOI

• Proton Conduction and Incorporation into La_1−xBa_xYb_0.5In_0.5O_3−δ (共著)

  Okuyama Yuji, Ymaguchi Takuya, Matsunaga Naoki, Sakai Go

  MATERIALS TRANSACTIONS   59 ( 1 ) 14 - 18   2018年01月  [査読有り]

  共著

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  <p>In order to clarify the effect of the dopant concentration and phase transition on the proton conduction and proton concentration, the electrical conductivity and proton concentration were determined for La₁₋<i>_x</i>Ba<i>_x</i>Yb_0.5In_0.5O_3−δ (x = 0.1. 0.3. 0.5, 0.7). The phase transition from the orthorhombic system to the cubic system was over <i>x</i> = 0.3. The proton/deuteron isotope effect on the conductivity was observed for all samples at 673 K. The proton concentration was independent of the barium content above 673 K. The proton concentration increased with the barium content below 673 K, but the concentration ratio of the proton to dopant decreased following an increase in the barium concentration. It was determined that the dopant concentration and phase transition do not have an influence on the conduction and incorporation of protons into the La₁₋<i>_x</i>Ba<i>_x</i>Yb_0.5In_0.5O_3−δ.</p>

  DOI CiNii

• A direct methane fuel cell with double-layered electrolyte using proton conducting oxide (共著)

  Okuyama Y., Kawano S., Sakai G., Matsunaga N., Mizutani Y.

  ECS Transactions   78 ( 1 ) 1953 - 1961   2017年05月  [査読有り]

  共著

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  © The Electrochemical Society. BaCe 0.8 Y 0.2 O 3-δ (BCY) has high proton conductivity, but is less stable against carbon dioxide. La 0.9 Sr 0.1 Yb 0.8 In 0.2 O 3-δ (LSYbIn) is chemically stable, but not as conductive as BCY. In this study, the performance of a methane fuel cell using BCY and LSYbIn as electrolytes was evaluated. The fuel cell using BCY showed shortterm degradation. On the other hand, the fuel cell using LSYbIn showed high durability using methane. The protonic ceramic fuel cell with a double-layered electrolyte was developed to improve chemical stability toward methane and the fuel cell performance. LSYbIn was used as the fuel side intermediate layer of the fuel cell using BCY for protection from methane. The fuel cell with a double-layered electrolyte suppressed the degradation by methane.

  DOI

• Proton-conducting oxide with redox protonation and its application to a hydrogen sensor with a self-standard electrode (共著)

  Y. Okuyama, S. Nagamine, A. Nakajima, G. Sakai, N. Matsunaga, F. Takahashi, K. Kimata, T. Oshima, K. Tuneyoshi

  RSC Advances   6 ( 40 ) 34019 - 34026   2016年03月  [査読有り]

  共著

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総説・解説記事 【 表示 ／ 非表示 】

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• グラファイト含有耐火れんがの熱伝導度の理論的解析(共著)

  平田好洋、松永直樹、吉富丈記、加山恒夫

  耐火物 ( 耐火物技術協会 )  65 ( 5 ) 205 - 212   2013年05月

  総説・解説（学術雑誌）   共著

• 高靱性、高強度の炭化ケイ素焼結体の開発（共著）

  平田 好洋, 松永 直樹

  材料の科学と工学 ( 日本材料科学会 )  49 ( 1 ) 20 - 25   2012年02月

  研究発表要旨（全国大会，その他学術会議）   共著

• Reforming of biogas using electrochemical cell (共著)

  Y. Hirata, N. Matsunaga, S. Sameshima

  Journal of the Ceramic Society of Japan ( 日本セラミックス協会 )  119 ( 11 ) 763 - 769   2011年11月

  総説・解説（学術雑誌）   共著

• コロイドプロセスによる高性能炭化ケイ素の合成（共著）

  平田 好洋, 松永 直樹

  粉体工学会誌 ( 粉体工学会 )  48 ( 8 ) 542 - 551   2011年08月

  研究発表要旨（全国大会，その他学術会議）   共著

• 多孔質セル電極内の酸化還元反応によるバイオガス改質（共著）

  平田 好洋, 松永 直樹

  未来材料 ( エヌ・ティー・エス )  10 ( 11 ) 40 - 47   2010年11月

  総説・解説（学術雑誌）   共著

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工業所有権 【 表示 ／ 非表示 】

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• 正極材料及び固体酸化物形燃料電池

  特願 特願2007-189973  特許 特許第5212967号

  平田 好洋, 鮫島 宗一郎, 松永 直樹, 下之薗 太郎

学術関係受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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• 若林論文賞

  2013年04月22日   耐火物技術協会  

  受賞者：  Y. Hirata, N. Matsunaga, J. Yoshitomi, T. Kayama

• Best Poster Award

  2013年01月16日   The 14th International Symposium on Eco-materials Processing and Design (ISEPD2013)  

  受賞者：  Naoki Furukawa, Yoshihiro Hirata, Soichiro Sameshima, Naoki Matsunaga

科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 貴金属フリーな次世代燃料電池用電極触媒の合成と高性能化のための合成指針の確立

  基盤研究(C)

  研究期間:  2016年10月  -  2019年03月 

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  アニオン交換膜形燃料電池は、電極触媒の白金量低減を可能にする次世代燃料電池として期待される。ただし既存の塩基性条件下で用いる電極触媒の酸素還元活性は、白金の酸素還元活性より劣る。最近、本研究グループでは遷移金属化合物を積層した白金板の酸素還元活性が白金と同等以上の触媒活性を示すことを見出した。本研究では電極触媒の白金量低減を目的として、耐塩基性の高い遷移金属/遷移金属化合物複合体を調製し、塩基性条件下での酸素還元活性の有無を検証するとともに、複合体の酸素還元活性を向上させる最適条件を明らかにする。本研究成果は、塩基性条件下で高い酸素還元活性を示す電極触媒の設計指針の構築への寄与が期待される。

• アルミナ-ITO-チタニア系膜の電気化学的合成と光触媒特性の評価

  若手研究(B)

  研究期間:  2009年04月  -  2012年03月 

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  0-0.1 mol/l TiCl#D4#DR水溶液中での電解は緻密アルミナ/スズドープインジュウム酸化物(ITO)カソードと炭素アノード間で10 V/cmの電場で行われた。複合体カソードは水溶液中に溶解し、その後、電極表面にTiO2を析出させた。SEM、XRD、EPMA、ラマンスペクトル、UV-visスペクトル及びXPSは析出した膜の構造解析に使用した。膜表面上に形成したTiO#D2#DRの構造は加熱温度の増加にともなってアモルファスからルチルに変化した。TiO#D2#DRを有する析出膜は200-800 nmの広域波長で光エネルギーを効率的に吸収した。光電流はpH 5.8のシュウ酸溶液中のTiO#D2#DRを有する析出膜とPt線間に流れ、両電極でシュウ酸の分解を促進した（C#D2#DRO#D4#DR#U2-#UR + 2h#U・#UR → 2CO#D2#DR, 2H#U+#UR + 2e#U-#UR → H#D2#DR）。

研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

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• コバルト添加マンガン系酸化物の調製と結晶構造および相転移挙動の解明

  松永直樹、原田満里、奥山勇治、酒井　剛

  令和 2 年度 日本セラミックス協会 九州支部秋季研究発表会  (Zoom)  2020年11月  -  2020年11月    日本セラミックス協会九州支部秋季研究発表会

• 加水分解によるマンガン系酸化物の調製とコバルト添加による結晶構造への影響

  松永直樹、原田満里、奥山勇治、酒井　剛

  日本セラミックス協会2020年年会  2020年03月  -  2020年03月    日本セラミックス協会

• マンガン酸化物の調製と塩基性条件下での電気化学特性

  松永直樹,鈴木亮佑,奥山勇治,酒井　剛

  第9回九州若手セラミックフォーラム(KYCF-9)＆第49回窯業基礎九州懇話会  (鹿児島市勤労者交流センター第一会議室)  2019年09月  -  2019年09月    日本セラミックス協会九州支部

• 溶媒熱処理によるPt-Co/Ti-Sn複合酸化物触媒の合成と評価

  荒武伸仁, 奥山勇治, 松永直樹, 酒井　剛

  トークシャワー・イン・九州2019  (i+Land nagasaki)  2019年09月  -  2019年09月    電気化学会九州支部

• 湿式法によるマンガン酸化物の調製と塩基性条件下での電気化学特性

  鈴木亮佑, 松永直樹, 奥山勇治, 酒井　剛

  第56回化学関連支部合同九州大会  (北九州国際会議場)  2019年07月  -  2019年07月    高分子学会九州支部, 繊維学会西部支部, 日本農芸化学会西日本支部, 化学工学会九州支部, 日本化学会九州支部, 有機合成化学協会九州山口支部, 電気化学会九州支部, 日本分析化学会九州支部, 北九州市

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