忠永 清治 (タダナガ キヨハル)

工学研究院 応用化学部門 無機材料化学分野教授
Last Updated :2026/02/04

■研究者基本情報

学位

  • 博士(工学), 大阪府立大学, 1996年10月
  • 修士(工学), 京都大学, 1992年03月

Researcher ID

  • C-7260-2008

研究キーワード

  • 機能性無機材料
  • Inorganic Materials Science

研究分野

  • ナノテク・材料, 無機材料、物性

担当教育組織

■経歴

経歴

  • 2013年04月 - 現在
    北海道大学, 教授
  • 2000年 - 2013年03月
    大阪府立大学 助教授(准教授)
  • 1992年 - 2000年
    大阪府立大学工学部 助手, School of Engineering

学歴

  • 1992年, 京都大学, 工学研究科, 分子工学, 日本国
  • 1990年, 大阪府立大学, 工学部, 応用化学, 日本国

委員歴

  • 2025年04月 - 現在
    日本セラミックス協会, 東北北海道支部長、ガラス部会長, 学協会
  • 2021年10月 - 現在
    国際ガラス委員会(ICG), Coordinating Technical Committee メンバー, 学協会
  • 2013年07月 - 現在
    日本ゾル-ゲル学会, 理事, 学協会
  • 2023年03月 - 2025年03月
    電気化学会, 理事, 学協会
  • 2016年06月 - 2023年05月
    日本セラミックス協会, 理事, 学協会
  • 2021年01月 - 2023年01月
    電気化学会, 北海道支部長, 学協会

学内役職歴

  • 大学院総合化学院長, 2024年4月1日 - 2026年3月31日

■研究活動情報

受賞

  • 2024年03月, 電気化学会, 2024年電気化学会論文賞               
    CO2 Electrochemical Reduction with Zn-Al Layered Double Hydroxide-Loaded Gas-Diffusion Electrode
    中里 亮介;松本 慶江子;山口 登;Margherita CAVALLO、Valentina CROCELLÀ;Francesca BONINO、Matthias QUINTELIER、Joke;HADERMANN;Nataly Carolina;ROSERO-NAVARRO;三浦 章;忠永 清治
  • 2022年03月, 電気化学会, 電気化学会フェロー               
  • 2020年06月, 日本セラミックス協会, 日本セラミックス協会フェロー               
  • 2013年, 日本セラミックス協会, 日本セラミックス協会学術賞               
  • 2006年, IUMRS-ICA2006 Best Paper Award               
  • 2006年, 国際ガラス委員会(ICG)Professor Vittorio Gottardi Memorial Prize               
  • 2003年, 日本セラミックス協会 21世紀国際交流賞「倉田元治賞」               
    日本国
  • 2000年, 日本セラミックス協会進歩賞               
    日本国

論文

その他活動・業績

書籍等出版物

  • Next Generation Batterie               
    Tadanaga K, Rosero-Navarro N.C, Miura A, Wet Chemical Processes for the Preparation f Composite Electrodes in All-Solid-State Lithium Battery
    Springer, Singapore, 2021年03月, [分担執筆]
  • Solid Electrolytes for Advanced Applications: Garnets and Competitors               
    N.C. Rosero Navarro, K. Tadanaga, Sintering Additives for Garnet-type Electrolytes
    Springer Nature, Switzerland,, 2019年, [分担執筆]
  • 全固体電池のイオン伝導性向上技術と材料、製造プロセスの開発               
    忠永清治, 液相法による硫化物固体電解質の作製と電極活物質への固体電解質のコーティング
    技術情報協会, 2017年, [分担執筆]
  • Handbook of Sol-Gel Science and Technology               
    Nataly Carolina Rosero-Navarro, Kiyoharu Tadanaga, Sol-Gel Processing of Solid Electrolytes for Li-ion Batteries
    Springer International Publishing, 2016年08月, [分担執筆]
  • ゲルテクノロジーハンドブック               
    忠永清治, 辰巳砂昌弘, ゾル- ゲル法による薄膜形成
    エヌ・ティー・エス, 2014年10月, 461-466, 日本語, [分担執筆]
  • ゾル-ゲル法の最新応用と展望               
    忠永 清治, ゾル-ゲル反応の化学
    シーエムシー出版, 2014年02月, [分担執筆]
  • プラスチックハードコート材料の最新技術(分担執筆) 執筆項目「防曇、防汚」               
    シーエムシー出版, 2008年
  • ナノイオニクス ―最新技術とその展望―(分担執筆) 執筆項目「ゾルーゲル法による電極-電解質ナノ固体界面形成」               
    シーエムシー出版, 2008年
  • ゾル-ゲル法および有機-無機ハイブリッド材料 ―構造制御・高性能化とその応用― 辰巳砂昌弘・忠永清治(分担執筆) 「無機-有機ハイブリッドおよびコンポジット電解質の作製」               
    技術情報協会, 2007年
  • ゾル-ゲル法および有機-無機ハイブリッド材料 ―構造制御・高性能化とその応用― 忠永清治・辰巳砂昌弘(分担執筆) 「電気泳動電着法による透明厚膜の作製」               
    技術情報協会, 2007年
  • ねれと(超)撥水、(超)親水技術、そのコントロール ―実用化および表面処理・試験評価・商品展開― 忠永清治(分担執筆) 「ゾル-ゲル法による撥水-親水パターンの形成と応用」               
    技術情報協会, 2007年
  • 現代無機材料科学(編著:足立吟也、南 努) 忠永清治(分担執筆) 「燃料電池」               
    化学同人, 2007年
  • エコマテリアルハンドブック 忠永清治(分担執筆) 「有機-無機ハイブリッドガラス」               
    丸善, 2006年
  • 撥水・親水・防汚剤の開発とコーティングおよびぬれ性の制御 忠永清治(分担執筆) 「ゾル-ゲル法によるアルミナ透明超撥水膜の作製」               
    情報機構, 2006年
  • Solid State Ionics for Batteries 忠永清治(分担執筆) 「Proton-Conducting Hybrid Materials」               
    Springer-Verlag Tokyo, 2005年
  • ゾル-ゲル法のナノテクノロジーへの応用 忠永清治(分担執筆) 「ガスバリアコーティング膜」               
    シーエムシー出版, 2005年
  • ナノマテリアル工学大系 第1巻ニューセラミックス・ガラス(監修:平尾一之) 忠永清治(分担執筆) 「超撥水ナノコーティング膜」               
    フジ・テクノシステム, 2005年
  • ナノハイブリッド材料の最新技術 忠永清治・辰巳砂昌弘(分担執筆) 「プロトン伝導性無機-有機ハイブリッド電解質膜」               
    シーエムシー出版, 2005年
  • Handbook of Sol-Gel Science and Technology, Vol.2 Characterization of Sol-Gel Materials and Products K. Tadanaga and T. Minami Measurements of Gas Adsorption and Permeability of Sol–Gel Materials               
    Kluwer Academic Publisher, 2005年
  • [ディスプレイ、包装材料用]ハイバリア材料の開発―成膜技術とバリア性の測定・評価方法― (著書、分担執筆) 執筆項目「ゾル-ゲル法による高分子フィルムへの有機-無機ハイブリッド膜のコーティング」               
    技術情報協会出版, 2004年
  • 目的を達成するための ゾル-ゲル法における構造制御ノウハウ集(著書、分担執筆) 執筆項目「ガスバリアコーティング膜-実用化に向けて-」               
    技術情報協会, 2003年
  • 目的を達成するための ゾル-ゲル法における構造制御ノウハウ集(著書、分担執筆) 執筆項目「超撥水、超親水コーティング膜」               
    技術情報協会, 2003年
  • Recent Research Developments in Materials Science (著書, 分担執筆) A. Matsuda, K. Tadanaga, and T. Minami "Prepareation and Application of Nanocomposite Films via Sol-Gel Process with Hot Water Treatment"               
    Research Signpost, 2001年
  • 執筆題目「ゾルーゲル技術による新機能」松田厚載・忠永清治・南努               
    ナノマテリアルの最新技術(著書、分担執筆)小泉光恵他編, 2001年
  • Recent Research Developments in Materials Science (著書, 分担執筆) A. Matsuda, K. Tadanaga, and T. Minami "Prepareation and Application of Nanocomposite Films via Sol-Gel Process with Hot Water Treatment"               
    Research Signpost, 2001年

講演・口頭発表等

  • ゾル-ゲル法による微細構造を有するZrO2-Al2O3二層系膜の作製とその撥水膜への応用               
    清藤太郎, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • MgCr2S4の選択的メタセシス合成               
    三浦章, 井藤浩明, BARTEL Christopher J., SUN Wenhao, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治, 中田博子, 前田和彦, CEDER Gerbrand, CEDER Gerbrand
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • 固体窒素源を用いたSr-Ta系酸化物前駆体薄膜の窒化               
    樋口亜門, ROSERO-NAVARRO Nataly Calorina, 三浦章, 鱒渕友治, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2020年
    2020年 - 2020年
  • マイクロ波加熱を用いたLi2S-P2S5系固体電解質の液相合成               
    三浦章, 馬庭陸, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治
    電池討論会PDF要旨集(CD-ROM), 2019年
    2019年 - 2019年
  • ゾル-ゲル法によるシリカを添加したメチル-フェニルシルセスキオキサン厚膜の作製               
    井上雄太, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治, 笠作衛, 幸塚広光, 米田裕和, 新開誠司
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2019年
    2019年 - 2019年
  • 自己燃焼反応による新規マンガンモリブデン窒化物の合成               
    三浦章, 小田原仁, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治, 長尾雅則, 田中功
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2019年
    2019年 - 2019年
  • シリカフィラーを添加したメチル-フェニルシルセスキオキサン透明厚膜の作製               
    井上雄太, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治, 笠作衛, 幸塚広光, 米田裕和, 新開誠司
    日本ゾル-ゲル学会討論会講演予稿集, 2019年
    2019年 - 2019年
  • リチウムイオン伝導性無機-有機ハイブリッドの合成および正極-ガーネット型酸化物固体電解質界面への応用               
    梶浦龍之介, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治
    電気化学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2019年
    2019年 - 2019年
  • ペロブスカイト型有機-無機ハロゲン化鉛を電極材料として用いた全固体リチウム二次電池の構築               
    藤井雄太, RAMIREZ Daniel, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, JULIAN Domingo, 三浦章, JARAMILLO Franklin, 忠永清治
    電気化学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2019年
    2019年 - 2019年
  • 大面積(Gd,La)2Si2O7:Ce多結晶薄板の作製とその対アルファ線シンチレーション特性               
    福島光, 樋口幹雄, 金子純一, 三浦章, 忠永清治
    セラミックス基礎科学討論会講演要旨集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • LiZnBO3:Mnの合成と中性子イメージングへの応用               
    川又俊介, 樋口幹雄, 金子純一, 竹谷篤, 小林知洋, 若林泰生, 大竹淑恵, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • 浮遊帯溶融法によるYbドープK2NiF4型およびメリライト型酸化物単結晶の育成               
    近添慎弥, 樋口幹雄, 樋口幹雄, 小川貴代, 和田智之, 緑川克美, 鱒渕友治, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • アミド溶液を介した酸化インジウム薄膜への窒素ドープ               
    成瀬雅浩, 三浦章, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治, 伊左治忠之, 前田真一, 藤本修
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • SiO2フィラーを添加したフェニルシルセスキオキサン透明厚膜の作製               
    井上雄太, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治, 笠作衛, 幸塚広光, 米田裕和, 新開誠司
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • 焼結助剤を用いたLi7La3Zr2O12系リチウムイオン伝導体の低温焼結とその評価               
    竹當知矩, ROSERO NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治
    セラミックス基礎科学討論会講演要旨集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • (Ce,Pr)OBiS2の構造と超伝導               
    三浦章, 長尾雅則, 綿打敏司, 田中功, 後藤陽介, 水口佳一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • 層状酸硫化物LnOInS2(Ln=La,Ce,Pr,Sm)の構造と物性               
    井藤浩明, 三浦章, ROSERO-NAVARRO Nataly C., 水口佳一, 後藤陽介, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • 液相法で作製した酸化銅薄膜の尿素を用いた窒化               
    大東侑生, 三浦章, ROSERO NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治
    セラミックス基礎科学討論会講演要旨集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • 液相法による形態制御されたLi6PS5Clの合成               
    三浦章, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治
    電池討論会講演要旨集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • Fe-P-S正極を用いた全固体リチウム二次電池の充放電特性               
    小林美咲, 藤井雄太, ROSERO NAVARRO N. C., 三浦章, 忠永清治
    電気化学秋季大会講演要旨集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • Mg-Al系層状複水酸化物を固体電解質に用いたアンモニア水燃料電池の構築               
    石山翔, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治
    電気化学秋季大会講演要旨集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • リチウムイオン伝導性を有するポリエチレンオキシド系無機-有機ハイブリッドの合成               
    梶浦龍之介, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治
    日本ゾル-ゲル学会討論会講演予稿集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • フェニルシルセスキオキサンゲルの熱軟化を利用した透明厚膜作製               
    井上雄太, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 三浦章, 忠永清治, 笠作衛, 幸塚広光, 米田裕和, 新開誠司
    日本ゾル-ゲル学会討論会講演予稿集, 2018年
    2018年 - 2018年
  • フェニルシルセスキオキサンゲルの熱軟化挙動を利用した厚膜作製               
    忠永清治, 井上雄太, NAVARRO N.C. Rosero, 三浦章, 笠作衛, 幸塚広光, 米田裕和, 新開誠司
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • NaInS2-xSex(x=0.5,1,1.5)の結晶構造および光吸収               
    三浦章, 高橋夏海, 長尾雅則, 綿打敏司, 田中功, 後藤陽介, 水口佳一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘, ROSERO-NAVARRO N.C., 忠永清治
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • ペロブスカイト型酸窒化物BaTaO2Nの爆発的反応合成               
    小田原仁, 三浦章, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina, 忠永清治
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • Li3SbS4の合成・結晶構造およびLi+伝導性               
    藤井雄太, 三浦章, ROSERO-NAVARRO N.C., 忠永清治, 後藤陽介, 水口佳一, 森吉千佳子, 黒岩芳弘
    日本セラミックス協会年会講演予稿集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • 液相法による全固体リチウム二次電池用Li6PS5Cl固体電解質の作製における溶媒の影響               
    丹羽葉月, NAVARRO Nataly Carolina Rosero, 三浦章, 忠永清治
    電気化学会大会講演要旨集(CD-ROM), 2018年
    2018年 - 2018年
  • La置換Gd2Si2O7:Ceの反応焼結とそのシンチレーション特性               
    福島光, 樋口幹雄, 和氣嵩暁, 金子純一, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2016年
    2016年 - 2016年
  • 透光性LiYSiO4:Ce多結晶薄板の作製とそのシンチレーション特性               
    豊田紗希, 樋口幹雄, 金子純一, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2016年
    2016年 - 2016年
  • NaNH2融液を用いたマンガン酸窒化物の合成とその酸素還元触媒能               
    三浦章, ROSERO-NAVARRO Carolina, 鱒渕友治, 樋口幹雄, 吉川信一, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2016年
    2016年 - 2016年
  • 液相焼結による透光性Gd2Si2O7:Ce薄板の作製とその対α線シンチレーション特性               
    西方真美, 樋口幹雄, 坪田陽一, 金子純一, 山本誠一, 三浦章, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2015年
    2015年 - 2015年
  • LiCaBO3:Ceの合成とその蛍光特性               
    豊田紗希, 樋口幹雄, 坪田陽一, 金子純一, 忠永清治
    結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM), 2015年
    2015年 - 2015年
  • Gd2Si2O7:Ce多結晶における粒成長とその対α線シンチレーション特性               
    西方真美, 樋口幹雄, 植田あき, 坪田陽一, 金子純一, 石橋浩之, 忠永清治
    応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM), 2014年
    2014年 - 2014年
  • SiO2をセルフフラックスとしたGd2Si2O7:Ceの液相焼結とその対α線シンチレーション特性               
    西方真美, 樋口幹雄, 植田あき, 坪田陽一, 金子純一, 忠永清治, 石橋浩之
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2014年
    2014年 - 2014年
  • 透光性Gd2Si2O7:Ce多結晶薄板の作製とその対α線シンチレーション特性               
    西方真美, 植田あき, 樋口幹雄, 金子純一, 坪田陽一, 石橋浩之, 忠永清治
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM), 2013年
    2013年 - 2013年
  • SiO2セルフフラックスを用いたGd2Si2O7:Ce焼結体における粒成長と対α線検出器への応用               
    西方真美, 植田あき, 樋口幹雄, 金子純一, 坪田陽一, 忠永清治, 石橋浩之
    結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM), 2013年
    2013年 - 2013年
  • 熱分解制御法による金属硫化物ナノ粒子の合成と全固体リチウム二次電池への応用
    麻生圭吾, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘, 柏木行康, 山本真理, 斉藤大志, 大野敏信, 中許昌美
    日本化学会講演予稿集, 2012年03月09日, 日本語
    2012年03月09日 - 2012年03月09日
  • 液相法によるリチウムイオン伝導性Li7La3Zr2O12薄膜の作製
    江川 洋美, 忠永 清治, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘, マリオ アパリシオ, アリシア デュラン
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2012年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2012年 - 2012年, 【緒言】次世代のシートデバイスを実現する上で、その電源もまた薄膜として形成される必要があることから、薄膜電池は非常に重要な部材である。従来の二次電池では、有機電解液が用いられているために、液漏れや短絡による発火の可能性などの安全性に対する懸念がある。従って、液漏れの心配がなく、安全性、信頼性に優れた固体電解質を用いた薄膜リチウム電池の開発が望まれる。 固体電解質として、ガーネット型構造を有するリチウムイオン伝導性酸化物、その中でも特にLi<SUB>7</SUB>La<SUB>3</SUB>Zr<SUB>2</SUB>O<SUB>12</SUB>(LLZ)が近年注目を集めている。典型的な作製法は、1000℃以上で高温焼結する固相法であるが、低温化を目指してペチーニ法やゾルーゲル法等の溶液法の検討が進められている。しかしながら、何れもペレット成形を目的としたバルク体の報告のみである。そこで、本研究では、薄膜電池への適用を目指して、溶液法によるLLZ薄膜の作製を検討した。【実験】出発原料としてLiNO<SUB>3</SUB>、La(NO<SUB>3</SUB>)<SUB>3</SUB>・6H<SUB>2</SUB>O、Zr(OC<SUB>3</SUB>H<SUB>7</SUB>)<SUB>4</SUB>、焼結助剤としてAl(NO<SUB>3</SUB>)<SUB>3</SUB>・9H<SUB>2</SUB>O、安定化剤としてEAcAcを用いて、これらの1-プロパノール混合溶液をコーティング溶液とした。ディップコーティング法による塗布と450℃仮焼成を複数回繰り返して、MgO単結晶基板上に薄膜を形成し、最後に900℃で焼結を行い、電解質薄膜を得た。【結果】 得られた仮焼成膜を大気雰囲気下で900℃焼結すると、リチウム欠損が生じて、La<SUB>2</SUB>Zr<SUB>2</SUB>O<SUB>7</SUB>結晶が析出した。そこで、Li<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB>粉末共存下で焼結したところ、高リチウム伝導性を示す高温相である立方晶LLZを析出させることが出来た。断面SEM観察から、得られた薄膜は、膜厚約800nmの比較的緻密な膜であることがわかった。【謝辞】本研究は、JSTによる日本スペイン戦略的国際科学技術協力推進事業による援助を受けて行った。
  • 支持体を用いた全固体アルカリ形燃料電池用Mg-Al系層状複水酸化物電解質膜の作製
    忠永 清治, 窪 大樹, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2012年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2012年 - 2012年, 全固体アルカリ形燃料電池用の電解質膜として、ガラスペーパーおよびPt触媒を担持したカーボンクロスを支持体として用いた、Mg-Al系層状複水酸化物膜を作製した。厚さ約100~150μmの電解質膜を作製した。これらの電解質膜を用いた燃料電池は、OCVが0.9V以上を示した。また、いずれを用いた場合にも、粉末のペレットを電解質として用いた場合と比べて、大きな出力を示すことがわかった。
  • 電子顕微鏡を用いた全固体リチウム二次電池におけるLiCoO2電極の観察               
    林晃敏, 林晃敏, 長尾元寛, 作田敦, 忠永清治, 忠永清治, 辰巳砂昌弘, 辰巳砂昌弘, 戸川欣彦, 戸川欣彦, 森茂生, 森茂生
    電気化学会大会講演要旨集, 2012年
    2012年 - 2012年
  • 溶液法による全固体薄膜リチウム電池用Li2O-P2O5系薄膜の作製
    大仲 友子, 忠永 清治, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘, Aparicio Mario, Durá, n Alicia
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2011年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2011年 - 2011年, 全固体薄膜リチウム電池への応用にむけて、溶液法によって、Li2O-P2O5系リチウムイオン伝導性薄膜を作製した。出発原料として、LiNO3とH3PO4を用い、これらの水溶液にポリビニルピロリドン(PVP)を加え、コーティング溶液とした。PVPを加えた場合、Li3PO4組成の膜において、400℃の熱処理後も膜が非晶質であることが確認された。PVPの添加は、コーティング溶液の粘度を上昇させ、得られる膜の膜厚を増加させることに有効であるだけでなく、Li3PO4結晶の結晶化の抑制にも効果のあることが確認された。
  • バルク型全固体電池におけるLiCoO2正極-硫化物固体電解質界面のTEM観察               
    林晃敏, 林晃敏, 長尾元寛, 作田敦, 忠永清治, 忠永清治, 辰巳砂昌弘, 辰巳砂昌弘, 戸川欣彦, 戸川欣彦, 森茂生, 森茂生
    電池討論会講演要旨集, 2011年
    2011年 - 2011年
  • ミストCVD法によるLiMn2O4正極薄膜の作製               
    山口晃弘, 忠永清治, 作田敦, 林晃敏, 辰巳砂昌弘, APARICIO M., DURAN A.
    化学電池材料研究会ミーティング講演要旨集, 2011年
    2011年 - 2011年
  • オルトオキソ酸リチウムで表面修飾したLiCoO2を用いた全固体リチウム二次電池               
    林晃敏, 林晃敏, 櫻井友季, 作田敦, 忠永清治, 忠永清治, 辰巳砂昌弘, 辰巳砂昌弘
    電気化学会大会講演要旨集, 2011年
    2011年 - 2011年
  • 金属硫化物によって表面修飾されたLiCoO2を用いた全固体リチウム二次電池のキャラクタリゼーション               
    中本尚之, 作田敦, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    セラミックス基礎科学討論会講演要旨集, 2009年
    2009年 - 2009年
  • 表面修飾されたLiCoO2正極を用いた全固体リチウム二次電池の作製と評価
    作田 敦, 北浦 弘和, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2008年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2008年 - 2008年, 酸化物によってコーティングされたLiCoO<SUB>2</SUB)粒子とLi<SUB>2</SUB>S-P<SUB>2</SUB>SS<SUB>5</SUB>S系固体電解質を用いて全固体リチウム二次電池を作製した。交流インピーダンス測定によって、コーティングが正極-電解質界面の抵抗を低減させることが分かった。界面修飾による抵抗低減により、高い電流密度での作動特性が向上した。
  • 表面修飾されたLiCoO2正極を用いた全固体リチウム二次電池の作製と評価               
    作田敦, 北浦弘和, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集, 2008年
    2008年 - 2008年
  • 表面修飾LiCoO2を用いた全固体リチウム二次電池の高電位における作動特性               
    作田敦, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    電池討論会講演要旨集, 2008年
    2008年 - 2008年
  • 全固体リチウム二次電池におけるLiCoO2電極-固体電解質界面修飾               
    作田敦, 北浦弘和, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    電気化学会大会講演要旨集, 2008年
    2008年 - 2008年
  • 全固体リチウム二次電池への応用にむけた金属硫化物によるLiCoO2電極の表面修飾
    中本 尚之, 作田 敦, 北浦 弘和, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2007年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2007年 - 2007年, NiやCoの塩を用いてジエチルジチオカーバマト錯体を作製した。その錯体を溶解させたジクロロエタン溶液にLiCoO2粉末を混合し、乾燥・熱処理を行うことで、LiCoO2粒子表面をNiSやCoSなどの金属硫化物で修飾した。得られた試料を電極に用いて、硫化物電解質を用いた全固体電池を作製し、その特性評価を行った。その結果、金属硫化物でLiCoO2電極を表面修飾することにより、全固体電池は高電流密度下において良好な充放電性質を示すことがわかった。
  • Li2SiO3ガラスで表面修飾したLiCoO2を用いた全固体リチウム二次電池               
    林晃敏, 作田敦, 北浦弘和, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    電気化学秋季大会講演要旨集, 2007年
    2007年 - 2007年
  • ゾル-ゲル法によるLiCoO2への酸化物ガラスコーティングと全固体リチウム電池への応用               
    作田敦, 北浦弘和, 林晃敏, 忠永清治, 辰巳砂昌弘
    電気化学会大会講演要旨集, 2007年
    2007年 - 2007年
  • ゾル-ゲル法によるスルホン化ポリベンジルシルセスキオキサンの作製と特性評価
    奥野 真司, 高橋 賢司, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2006年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2006年 - 2006年, プロトン伝導性の付与を目的としてポリベンジルシルセスキオキサンのスルホン化を試みた。スルホン化は出発原料であるフェニルトリエトキシシランをクロロスルホン酸で処理することによりスルホ基を導入し、次いでゾル-ゲル反応を進行させて試料を得る方法と、あらかじめゾル-ゲル法でポリベンジルシルセスキオキサンを作製し、ジクロロメタンに溶解させクロロスルホン酸で処理することでスルホン化した試料を得る方法の二種類を試みた。作製した試料の構造解析、熱分析、導電率の測定などの特性評価を行った。作製した試料の導電率は加湿条件下、30℃で10<sup>-4</sup>から10<sup>-3</sup> S cm<sup>-1</sup>と比較的高い値を示した。
  • 水溶液プロセスにより合成した鉄系酸化物微粒子を用いた全固体型リチウム二次電池
    北浦 弘和, 高橋 賢司, 水野 史教, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2006年, 公益社団法人 日本セラミックス協会, 日本語
    2006年 - 2006年, 本研究では、FeCl<SUB>3</SUB>水溶液に蒸留水または水酸化ナトリウム水溶液を加え、100℃で数日間エージングすることでβ-FeOOHとα-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>をそれぞれ作製した。α-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>は加える水酸化ナトリウム水溶液の量を変えることで粒子径を制御した。得られた粒子を全固体型電池の電極へと応用した。その結果、β-FeOOHが全固体型電池の電極活物質として機能することがわかった。また、全固体型電池においてα-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>の粒子サイズが電気化学的特性に影響を及ぼすことがわかった。また、α-Fe<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>の様々な充放電状態のXRD測定から全固体型電池における充放電メカニズムを明らかにした。
  • 酸_-_塩基触媒を利用したゾル_-_ゲル法によるポリフェニルシルセスキオキサン微粒子の作製と特性評価
    高橋 賢司, 忠永 清治, 林 晃敏, 片桐 清文, 松田 厚範, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2006年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2006年 - 2006年, 我々はこれまでにゾル_-_ゲル法において、酸性条件下で加水分解・重縮合を行ってから、さらに連続して塩基性条件下で加水分解・重縮合を行うことで、無機_-_有機ハイブリッド材料の一つであるポリフェニルシルセスキオキサン微粒子の作製に成功している。しかしながら、得られた微粒子の構造や生成機構について詳しいことはまだわかっていない。そこで本研究では、熱分析測定や分子量測定などから得られた微粒子の構造やその生成プロセスについて検討を行った。また、溶媒として使用したエタノールの添加量を変えて微粒子の作製を行った結果、エタノールの添加量の増加に伴い、得られる微粒子の平均分子量は低下することがわかった。
  • 高リチウムイオン伝導性Li2S-P2S5-P2O5系ガラスセラミックスの合成と全固体二次電池への応用
    水野 史教, 大友 崇督, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2005年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2005年 - 2005年, メカニカルミリング法により作製したLi<SUB>2</SUB>S-P<SUB>2</SUB>S<SUB>5</SUB>-P<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>系ガラスを加熱結晶化することにより、高イオン伝導性結晶を有するガラスセラミックスを合成した。単体元素であるPとSを出発原料に用いたガラスセラミックスは、化合物であるP<SUB>2</SUB>S<SUB>5</SUB>を出発原料に用いたガラスセラミックスに迫る高い導電率を示した。また、少量のP<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>を添加したガラスセラミックスは、添加していないガラスセラミックスよりも高い導電率を示し、電気化学的安定性にも優れていることがわかった。これらのガラスセラミックスを固体電解質に用いて作製した全固体電池は、室温でリチウム二次電池として機能し、高容量かつ高い可逆性を保持した。
  • ゾル_-_ゲル法により作製したポリフェニルシルセスキオキサン微粒子の熱的特性
    高橋 賢司, 忠永 清治, 林 晃敏, 松田 厚範, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2005年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2005年 - 2005年, 近年、無機_-_有機ハイブリッド材料は、無機物のみでは得られない光学的性質、機械的特性、熱的性質などを有することから大変注目を集めている。我々はこれまでに、ゾル_-_ゲル法を用いて、無機_-_有機ハイブリッド材料の一つであるポリフェニルシルセスキオキサン微粒子の作製に成功しており、この微粒子においては、ガラス転移温度が観測され、その温度以上で加熱すると微粒子は熱軟化挙動を示すことが見出されている。本研究では、作製手順や使用する溶媒の添加量などを変えて、ポリフェニルシルセスキオキサン微粒子の熱軟化挙動がどのように変化するかについて検討した。
  • SnO-MxOy (M=B and P)系ガラスの電気化学的ナノ構造変化
    林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2005年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2005年 - 2005年, 溶融急冷法を用いて作製したSnO-B<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>系およびSnO-P<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>系ガラスについて、固体NMR測定、ラマン分光測定、メスバウア測定を用いて、局所構造解析を行った。また、ガラスを電極として用い、電気化学的にリチウムイオンの挿入脱離反応を行った。その結果、リチウムイオンの挿入により、スズイオンが還元され、Li<SUB>2</SUB>O-MxOyマトリックス中にナノサイズの金属スズ粒子が分散したナノコンポジットの得られることが推定された。さらに、ガラスマトリックスの局所構造が、リチウム挿入脱離反応に及ぼす影響についても検討を行った。
  • CsHSO4または CsH2PO4とホスホシリケートゲルからなる複合体のプロトン伝導特性
    手塚 照明, 忠永 清治, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2005年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2005年 - 2005年, 硫酸水素セシウム(CsHSO<SUB>4</SUB>)またはリン酸二水素セシウム(CsH<SUB>2</SUB>PO<SUB>4</SUB>)とホスホシリケートゲル(P<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB>-SiO<SUB>2</SUB> gel)からなる複合体を作製した。これらの複合体は、その構造中でホスホシリケートゲル由来のオルトリン酸と固体酸が反応し、CsHSO<SUB>4</SUB>系ではCs<SUB>2</SUB>H<SUB>5</SUB>(SO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)、CsH<SUB>2</SUB>PO<SUB>4</SUB>系ではCsH<SUB>5</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>が生成した。これらの複合体は160℃、無加湿条件下において10<SUP>-3</SUP> Scm<SUP>-1</SUP>オーダーの高い導電率を示した。また、シリカゲルとCs<SUB>2</SUB>H<SUB>5</SUB>(SO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)およびCsH<SUB>5</SUB>(PO<SUB>4</SUB>)<SUB>2</SUB>の複合体を作製し、その特性についてホスホシリケートゲルを用いた複合体と比較検討した。
  • 3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランと4官能アルコキシシランをベースとするプロトン伝導性無機‐有機ハイブリッドとガラスペーパーの複合化
    手塚 照明, 忠永 清治, 松田 厚範, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2004年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2004年 - 2004年, 3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、4官能アルコキシシラン、オルトリン酸からなるプロトン伝導性無機‐有機ハイブリッドの薄膜化、機械的強度の付与を目的として、ガラスペーパーとの複合体膜を作製した。厚さ約40μmのガラスペーパーを用いて、約50-100μmの複合体膜を作製することができた。複合体の導電率は130℃、相対湿度7%の条件下で1.0×10<sup>-3</sup> S cm<sup>-1</sup>と高い値を示した。これらを電解質膜として用いた燃料電池は、130℃、相対湿度7%の条件下で最大出力密度120mWcm<sup>-2</sup>を示した。また、50時間までの連続発電を確認した。
  • 全固体二次電池用固体電解質としてのLi2S-P2S5-MS2 (M=Ge,Si)系ガラスセラミックスのイオン伝導度と析出結晶相
    水野 史教, 澁谷 優子, 林 晃敏, 忠永 清治, 南 努, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2004年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2004年 - 2004年, メカニカルミリング法により得られたLi<sub>2</sub>S-P<sub>2</sub>S<sub>5</sub>系をベースとするガラスを、加熱結晶化することによりガラスセラミックスを作製した。Li<sub>2</sub>S-P<sub>2</sub>S<sub>5</sub>-MS<sub>2</sub> (M=Ge,Si)系では、熱処理温度とともにガラスセラミックスの導電率は増大し、550℃の熱処理後では室温で10<sup>-3</sup> S•cm<sup>-1</sup>を超える高い値を示した。この高い導電率は、Li<sub>3</sub>PS<sub>4</sub>-Li<sub>4</sub>GeS<sub>4</sub>系thio-LISICONに類似の高リチウムイオン伝導性結晶の析出によりもたらされたと考えられる。これらのガラスセラミックスを固体電解質に用いた全固体電池は、室温でリチウム二次電池として機能し、300サイクル後においても100 mAh•g<sup>-1</sup>以上の充放電容量と100%の充放電効率を保持した。
  • SnS-P2S5系電極とLi2S-P2S5系固体電解質から構成される全固体リチウム二次電池
    林 晃敏, 小西 孝憲, 忠永 清治, 南 努, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2004年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2004年 - 2004年, メカノケミカル法を用いてSnS-P<sub>2</sub>S<sub>5</sub>系ガラスを作製し、熱的性質および局所構造について調べた。また、得られたガラスを電極に、高リチウムイオン伝導性Li<sub>2</sub>S-P<sub>2</sub>S<sub>5</sub>系ガラスセラミックスを固体電解質に用いることにより、電極と電解質が共通のP<sub>2</sub>S<sub>5</sub>ネットワークで繋がった新規な全固体電池を構築した。全固体型セル80SnS•20P<sub>2</sub>S<sub>5</sub> / 80Li<sub>2</sub>S•20P<sub>2</sub>S<sub>5</sub> / LiCoO<sub>2</sub>は、室温で二次電池として作動し、50サイクル後においても400 mAh/gの容量を保持することがわかった。
  • メカノケミカル法によるLi2S-P-S系固体電解質の合成と評価
    大友 崇督, 水野 史教, 林 晃敏, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    日本セラミックス協会 年会・秋季シンポジウム 講演予稿集, 2004年, 公益社団法人 日本セラミックス協会
    2004年 - 2004年, 出発原料であるLi<sub>2</sub>SとPおよびSの混合物にメカニカルミリング処理を行うことによって80Li<sub>2</sub>S・20P<sub>2</sub>S<sub>5</sub> (mol%)系ガラスを合成した。ラマン分光法によって、得られたガラスの局所構造について調べたところ、ガラスはPS<sub>4</sub><sup>3-</sup>ユニットとP<sub>2</sub>S<sub>6</sub><sup>4-</sup>ユニットから構成されていることがわかった。一方、Li<sub>2</sub>SとP<sub>2</sub>S<sub>5</sub>の混合物を用いて合成したガラスは、PS<sub>4</sub><sup>3-</sup>ユニットのみから成り、異なる出発原料を用いることによって、ガラスの局所構造に違いが見られた。これらのガラスを加熱結晶化することによって得られたガラスセラミックスは、ともにPS<sub>4</sub><sup>3-</sup>ユニットから構成されており、室温において10<sup>-4</sup> S/cm以上の高い導電率を示すことがわかった。

所属学協会

  • 電気化学会               
  • International Sol-Gel Society               
  • 日本ゾル-ゲル学会               
  • 高分子学会               
  • 日本セラミックス協会               
  • 日本化学会               

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 層状複水酸化物をベースとする電気化学的二酸化炭素還元触媒材料
    科学研究費助成事業
    2024年04月01日 - 2028年03月31日
    忠永 清治, 藤井 雄太
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 24K01152
  • 液相法による硫化物系リチウムイオン伝導性固体電解質合成の化学
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2021年04月01日 - 2024年03月31日
    忠永 清治, ROSERO CAROLINA
    本研究では、リチウムイオン伝導性硫化物固体電解質の液相法での合成における化学を総合的に明らかにすることを目的としている。
    本年度は、Li2S、P2S5およびLiClなどを出発原料、アセトニトリルおよびテトラヒドロフランを溶媒して用いたサスペンション法およびサスペンション法と溶解・再析出法を組み合わせた液相法によるLi3PS4およびLi6PS5Clなどの硫化物系固体電解質の合成について検討をおこなった。
    アセトニトリルを溶媒に用いたLi2SとP2S5を出発原料とするサスペンション法の合成においては、前駆体として得られるLi3PS4とアセトニトリル分子からなる錯体の結晶構造解析を行い、その結晶構造を明らかにした。この錯体は220℃に加熱した場合に生成する結晶相の生成メカニズムを検討したところ、この前駆体錯体が、室温で安定なγ―Li3PS4よりも、高温での安定相であるβ-Li3PS4相に比較的類似した構造を有していることが、錯体の熱分解によって高温安定相であるβ-Li3PS4相が生成しやすい理由であることを明らかにした。
    一方、Li2S, P2S5、LiClをアセトニトリル中でサスペンション法により前駆体錯体を含むスラリーの作製を行い、さらに、溶媒の添加による溶解―再析出法を組み合わせることにより、Li6PS5Cl結晶がられることを見出した。また、溶解再析出法において、非イオン性の界面活性剤を加えることにより、粒径を制御したLi6PS5Clを作製することができることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H01610
  • 空気中炭素の循環利用による航空用燃料合成
    SICORP 日本-EU「高度バイオ燃料と代替再生可能燃料」
    2021年05月 - 2024年03月
    JST, 戦略的国際共同研究プログラム(SICORP), 北海道大学, 研究代表者
  • 電気化学的アニオン挿入脱離可能な層状複水酸化物の創製
    科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    2021年07月09日 - 2023年03月31日
    忠永 清治
    安全性にすぐれた新規蓄電池システムとして、アニオン交換型の電極材料を用いた電池系が注目されている。その中で、水系電解液中で陰イオンが挿入脱離可能な材料の開発が望まれている。本研究では、インターカレーション型の塩化物イオン挿入脱離可能な電極材料として遷移金属含有層状複水酸化物(LDH)を新たに提案し、水系電解液で電気化学的挿入脱離を可能とすることを目指している。
    今年度は、遷移金属含有LDHの中で、一種類のみ遷移金属を含む系の代表例としてCo-Al系LDHを選択し主に検討を行い、Co-Al系LDHの酸化還元挙動および塩化物イオンの挿入脱離について、水系電解液および非水系電解液を用いて検討した。
    塩化物イオンを層間に含むCo-Al系LDHを共沈法により合成した。この塩化物含有Co-Al系LDH、金属リチウム、LiClを溶解した有機系電解液を用いて3極セルを構築し、サイクリックボルタンメトリー(CV)、定電流充放電試験を行った。CVにおいて、LDH中のCoの酸化還元を確認できた。また、このセルは充放電が可能であり、電池として動作することを確認した。充放電前後でLDH中の塩化物イオンの濃度が変化したことも確認したので、Co-Al系LDHにおいて電気化学的にCoの価数を変化させることによって塩化物イオンを挿入脱離することが確認できた。
    さらに、水系電解液においては、炭酸イオンを層間に含むCo-Al系LDHにおいて、水酸化物イオンの挿入脱離を伴うCo-Al系LDHのCoの酸化・還元挙動を確認した。
    日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 北海道大学, 21K19015
  • 酸化物ゲル膜と溶融塩の反応による窒化物系薄膜の低温合成
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2017年04月01日 - 2020年03月31日
    忠永 清治, 三浦 章
    本研究では、ゾル-ゲル法により作製したゲル膜を、窒素を含む低温溶融塩の液相と反応させる、あるいは、様々な窒素含有化合物のと共に熱処理を行うことにより、低温プロセスで窒化物あるいは酸窒化物の薄膜を形成する新規手法を開発することを目的とした。
    作製した酸化物ゲル膜を窒素気流下の電気炉で熱処理する際に、上流に尿素を置き、尿素を加熱して発生する化学種を用いてゲル膜を窒化する方法を検討したところ、あらかじめ液相法で作製した酸化銅あるいは酸化タンタルの薄膜を尿素存在下、窒素気流中熱処理を行うことにより、Cu3NまたはTaON薄膜形成できることを見出した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 17H03382
  • 液相法によるリチウムイオン伝導性酸化物の低温合成
    科学研究費助成事業 特別研究員奨励費
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    忠永 清治, ROSERO-NAVARRO NATALY CAROLINA, ROSERO-NAVARRO Nataly Carolina
    Lithium garnet-type oxides Li7-xLa3Zr2-xNbxO12 (LLZNbO, x=0-1) were prepared by a sol-gel process at low temperatures. Then, glass additives, LiO2-B2O3-SiO2 glass and BaO-B2O3-SiO2 glass, were used to stimulate the sintering of the ceramic electrolyte retaining the cubic phase stable at low temperatures.
    The cubic garnet phase was formed by a heat-treatment of sol-gel derived precursor powders at 600 - 700 degree C. The presursor powders and glass additives, 53LiO2・31B2O3・12SiO2 (mol%) (LiO2-B2O3-SiO2 glass) or 35BaO・10CaO・5Al2O3・15B2O3・10SiO2 (mol%) (BaO-B2O3-SiO2 glass) were pressed into pellets and sintered at 900 degree C.
    The relatative density of 86% was achieved by the sintering with glass additives at 900 degree C. In the composites sintered with the BaO-B2O3-SiO2 glass, the presence of La2Zr2O7 was detected at concentration higher of 4 wt%, while the single cubic phase was obtained for the composites sintered with the LiO2-B2O3-SiO2 glass.
    The ionic conductivity of the obtained composite was 8x10^-5 S/cm at 30 degree C using 4 wt.% of LiO2-B2O3-SiO2 glass. The conductivity is 20% lower than the material reported by the solid state reaction process, but the heat treatment used is about 300 degree C lower than that required by the conventional solid state reaction process. This represents an important contribution to further application of the LLZNbO solid electlolyte to all-solid-state battery.
    日本学術振興会, 特別研究員奨励費, 北海道大学, 13F03371
  • 電子および光機能を有する水酸化物イオン伝導性層状複水酸化物の創製
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2013年04月01日 - 2016年03月31日
    忠永 清治, 樋口 幹雄
    色素増感太陽電池用色素として知られているEosin-Yを層間に含むZn-Al系層状複水酸化物(LDH)の薄膜が、色素増感太陽電池の電極として動作することおよびこの粉末が可視光照射下で光触媒活性を示すことを見出した。
    層間に炭酸イオンを含む(Ni, Mn)-Al 系LDH および (Ni, Mn)-Fe 系LDHは、Mnを置換しない系よりも高いイオン伝導性を示すことがわかった。これらのLDHを触媒層に用いた空気極は、酸素還元反応において大きな還元電流を示した。Mg-Al系LDHを固体電解質として用いたアルカリ形水素-酸素燃料電池が動作することも確認した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 25289230
  • 無機水酸化物イオン伝導体を用いた酸素分離
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2012年04月01日 - 2014年03月31日
    忠永 清治
    水酸化物イオン伝導体を用いた新規な電気化学的酸素分離方法を提案した。本研究では、炭酸イオンが挿入されたNi-Fe系層状複水酸化物(LDH)を水酸化物イオン伝導体膜として用い、その両面にカーボンに担持された白金を触媒として電極を作製することにより、空気中の酸素から純酸素のみを取り出す酸素分離セルを構築した。50℃、相対湿度70%において、酸素発生量は外部電源の電流値に比例したことから、Ni-Fe系LDHを電解質に用いて電気化学的酸素分離が可能であることがわかった。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 24656391
  • 硫化物系高リチウムイオン伝導材料の液相合成
    科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
    2011年 - 2012年
    辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏
    本研究は、液相系からリチウムイオン伝導性硫化物を得ることを目的として行った。その中で、リチウム含量の大きいリチウムイオン伝導性硫化物ガラスがNメチルホルムアミドに溶解することを見出した。得られた溶液を150℃で真空乾燥すると結晶が析出し、約3×10-6 Scm-1の導電率を示した。また、前駆体溶液に電極活物質を分散後、乾燥させることにより、活物質表面に硫化物固体電解質をコートすることができた。この活物質を用いて全固体電池を構築したところ、良好に作動した。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 大阪府立大学, 23656403
  • 全固体電池の実用化に向けた高イオン伝導性ガラスセラミックスの創製
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2012年
    辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏
    Li_2S-P_2S_5 系をベースとするガラスの作製方法、結晶化条件、組成を詳細に調べることによって、室温で 5×10^<-3>S cm^<-1>以上の高い導電率を示す硫化物ガラスセラミックスを作製した。またこれまでほとんど検討されていない硫化物電解質の大気安定性の評価方法を確立した。Li_2S 含量 75mol%組成の電解質が比較的大気安定性の高いことを見出し、さらに金属酸化物との複合化によって、大気安定性を向上させることができた。得られた電解質を用いた全固体リチウム電池が、サイクル性に優れた二次電池として作動することがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 大阪府立大学, 21246098
  • ゾル-ゲル法を用いた電子・イオン・光機能を有する層状複水酸化物薄膜の創製
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2009年 - 2011年
    忠永 清治
    ゾル-ゲル法により作製した酸化物薄膜を温水に浸漬することにより、様々なアニオンが層間に挿入された層状複水酸化物(LDH)微結晶が析出した薄膜を作製した。末端にスルホ基を有する有機色素や蛍光色素が容易に挿入されることがわかった。また、陰イオンの種類を選択することにより、その微結晶の配向性を制御できることがわかった。一方、Mg-Al系、Ni-Al系LDHが、高い水酸化物イオン伝導性を示すことを見出した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 21350118
  • イオン伝導性固体とイオン液体のハイブリッド化による新規固体電解質の創製
    科学研究費助成事業
    2009年 - 2010年
    林 晃敏, 辰己砂 昌弘, 忠永 清治
    本年度は硫化物固体電解質の導電率向上を目的として、メカノケミカル法を用いたLi_2S-P_2S_5系ガラスとイオン液体の複合化について検討した。75Li_2S・25P_2S_5(mol%)ガラスへ様々なイオン液体を添加し、遊星型ボールミル装置を用いたミリング処理を行うことによって電解質を作製した。その結果、1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonyl)amide([EMII[FSA])がガラスの導電率向上に効果のあることがわかった。75Li_2S・25P_2S_5(mol%)ガラスへ10mol%の[EMI][FSA]を添加することによって、ガラスの室温導電率が3.8×10^<-4>Scm^<-1>から7.3×10^<-4>Scm^<-1>へと増加した。さらに、あらかじめリチウム塩lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)amide Li[TFSA]を溶解しておいた[EMI][FSA]を添加して得られた電解質は、室温で10^<-3>Scm^<-1>以上の導電率を示した。またサイクリックボルタンメトリーより、この電解質は約5Vの電位窓を有することがわかった。ラマン分光測定の結果、作製した電解質中には、出発物質である硫化物ガラスおよびイオン液体の構成イオン種(PS_4^<3->や[EMI]^+、[FSI]^-)が分解せずに存在していることがわかった。一方、[EMI]BF_4を添加して得られた電解質では、母ガラスと比較して導電率が大きく減少し、これはミリング処理によるBF_4^-の分解に起因していると考えられた。以上の結果から、導電率が高く化学的に安定なイオン液体との複合化が、硫化物ガラス電解質の導電率向上に有効であると結論づけた。
    日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 大阪府立大学, 21656165
  • 自己形成へテロ界面を有する全固体電池の構築
    科学研究費助成事業
    2007年 - 2008年
    林 晃敏, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治
    本年度は、電極活物質粒子へのコーティングによるヘテロ界面の構築とそのキャラクタリゼーションを行うとともに、メカノケミカル法を用いた電極-電解質ナノ複合体の合成と評価を行った。また得られた電極材料を用いた全固体電池を作製し、様々な条件での作動特性について検討した。
    初期充電後のLiCoO_2正極/Li_2S-P_2S_5電解質界面の構造を調べるために、界面部分の断面TEM観察およびEDX分析を行った。ゾルーゲル法を用いてLi_2SiO_3をコートしたLiCoO_2を用いた電池では、コートなしの場合に比べて、界面付近における電解質側へのCoの拡散が抑制されており、充放電に伴う界面構造変化の小さいことがわかった。またこの電池は、繰り返し充放電による界面抵抗変化が小さく良好なサイクル特性を示し、1〜40mA cm^(-2)の大きな電流密度で二次電池として作動することが明らかになった。また、Li_2O-TiO_2系やLi_2O-Al_2O_3系薄膜についても同様に、コーティングによる界面抵抗低減効果が確認された。
    メカノケミカル法により作製したNiS活物質、80Li_2S-20P_2S_5電解質、アセチレンブラックからなるナノ複合体を作用極に用いた全固体電池の充放電条件を検討した。この電池は1.3mA cm^(-2)の比較的大きな電流密度で充放電可能であり、360mAhg^<-1>の容量を50サイクルの間保持した。ナノ複合体の断面TEM観察から、充放電後においても、NiS微粒子が固体電解質と良好な界面コンタクトを保持していることが明らかになった。以上の結果から、電極/電解質ナノ複合体を用いることによって、電極活物質の利用率が増加するだけでなく、良好なサイクル特性を実現することができた。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 大阪府立大学, 19017017
  • 温水処理を伴うゾルゲル法による層状複水酸化物薄膜の作製と配向制御
    科学研究費助成事業 基盤研究(C)
    2007年 - 2008年
    忠永 清治
    ゾルゲル法で作製したMO-Al_2O_3(M=Mg, Co, Ni, Zn)系前駆体薄膜を、様々な塩を含む温水に浸漬させることにより、陰イオンが層間に挿入された層状複水酸化物微結晶が表面に析出した薄膜を作製した。本手法により、有機色素などの大きな有機分子が挿入された層状複水酸化物微結晶を基板上に容易に析出させることができた。遷移金属を含む薄膜は、電気化学素子の電極として動作することを確認した
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 大阪府立大学, 19560680
  • ガラスの結晶化による超イオン伝導性準安定相の創製と全固体電池への応用
    科学研究費助成事業
    2006年 - 2008年
    辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏
    Li_2S-P_2S_5系をベースとするガラス性液体からの超イオン伝導性Li_7P_3S_<11>結晶の析出条件を検討することによって、高いリチウムイオン伝導性と広い電位窓を兼ね備えた硫化物系固体電解質材料を開発した。得られた固体電解質を用いた全固体電池について、電極-電解質界面の構築と評価を行い、全固体リチウム電池が10mA cm^<-2>の大きな電流密度で二次電池として作動することを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 18360319
  • 液相法によるリチウムイオン伝導性アモルファス非金属硫化物塩の合成
    科学研究費助成事業
    2006年 - 2007年
    辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏
    これまでに、硫化物系固体電解質材料が、リチウムイオン導電率が極めて高く、電極活物質との間で安定な界面を形成することを見出し、全固体リチウム二次電池用の固体電解質として応用について検討している。電極活物質微粒子をこの硫化物系固体電解質の薄膜でコーティングすることができれば、良好な界面形成によってスムーズな電気化学反応が可能となり、高電流密度の全固体二次電池にそのまま適用できるだけでなく、現在のリチウムイオン二次電池の画期的な高性能化を図ることも期待できる。そこで、本研究では、非金属硫化物リチウム塩の前駆体薄膜を溶液系から作製し、これを用いたリチウムイオン伝導性の高い硫化物固体電解質薄膜の作製条件を明らかにすることを目的として行っている。
    特にガラス系で高いリチウムイオン伝導性を示すことがわかっている、Li_2S-P_2S_5系を中心に検討を行った。P_2S_5源として、ジエチルジチオカーバマトリン錯体の合成を試みた。また、Li_2S,P_2S_5,Li_3PS_4およびLi_2S-P_2S_5系ガラスを直接様々な溶媒に溶解させ、これを再析出させることによって、硫化物を得ることについても検討した。Li_3PS_4結晶やLi_2S-P_2S_5系ガラスはトルエンやジメチルスルフォキシドのような溶媒には溶解しないが、ジメチルホルムアミド(DMF)に比較的溶解しやすいことがわかった。よって、これらの硫化物が溶解したDMF溶液は、リチウムイオン伝導性アモルファス非金属硫化物の液相法のよる合成における前駆体となることが示唆された。
    日本学術振興会, 萌芽研究, 大阪府立大学, 18656194
  • ゾルーゲル法による電極-電解質ナノ固体界面形成
    科学研究費助成事業 特定領域研究
    2005年 - 2006年
    忠永 清治
    溶液状態から固体を作製するゾルーゲル法を用いれば、固体電解質の前駆体溶液が固体電極との間に形成する良好なナノメートルオーダーでの固-液界面を、そのまま良好な固体-固体間のナノ界面に変化させることができる。このことに着目し、本研究では、全固体電気化学素子の構築に必要な電極-固体電解質ナノ界面を形成することを目的とした。具体的には、ホスホシリケートゲル・ポリイミド複合体膜を用いた燃料電池の中温領域および無加湿条件化での発電、全固体型電気二重層キャパシタの構築、新規プロトン伝導性無機-有機ハイブリッドの合成を行った。
    中温領域において無加湿条件下で高いプロトン伝導性を示す電解質膜の作製を目的として、アミノ基を有する3-アミノプロピルトリエトキシシラン(以下APTES)と硫酸あるいはリン酸を出発物質として無機-有機ハイブリッド膜を作製した。200℃付近まで安定であり、無加湿条件下、200℃で2×10^<-3>Scm^<-1>の比較的高い導電率を示すことがわかった。
    次に熱軟化特性を示すことが知られているポリフェニルシルセスキオキサンに、プロトン伝導性基であるスルホ基の導入を試み、そのプロトン伝導性や熱的性質について検討した。XPS測定よりスルポ基のS_<2p>に帰属できるピークが観測されたことから、スルホ基が導入できていると考えられる。熱軟化特性については、スルホン化を行っていない試料に比べると、200℃程度での熱処理による流動は見られなかったが、粒子同士の結着が確認できた。乾燥状態では10^<-11>Scm^<-1>程度と非常に低い導電率を示したが、相対湿度の増加と共に導電率は指数関数的に大きくなり、相対湿度95%以上で約9×10^<-5>Scm^<-1>と6桁以上導電率が上昇することがわかった。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 大阪府立大学, 17041015
  • 温水処理を伴うゾルーゲル法による層状複水酸化物薄膜の直接合成
    科学研究費助成事業 若手研究(B)
    2005年 - 2006年
    忠永 清治
    層状複水酸化物(LDH)は、様々な陰イオンを層間に挿入できることが知られている陰イオン交換体である。このLDHは通常、沈殿として作製されるが、コーティング膜として様々な基材の上に形成できれば、LDHの応用が広がることが期待される。
    本年度は、前年度に得られた知見をもとに、Zn-Al系LDH薄膜の組成や温水処理温度が結晶析出に与える影響、様々な有機アニオンが挿入されたZn-Al系LDH薄膜の形成、Mg-Al系およびNi-Al系LDH薄膜の作製について検討を行った。
    Zn-Al系LDH薄膜の作製において、様々なZn/Al比を有する前駆体アモルファス膜を作製し、温水処理を行ったところ、Zn/Alの比が1のとき、最も多くのLDH結晶が析出することがわかった。また、温水処理温度を60℃とした場合は、100℃の場合と比べて比較的小さなサイズの微結晶が密度高く析出し、透明なLDH薄膜が得られることがわかった。
    温水処理の溶液に様々な有機塩を溶かすことによって、様々な有機アニオンが挿入されたZn-Al系LDH薄膜が形成できた。スルホン化されたスピロピラン分子を含む温水処理した場合、x線回折測定の結果、2.658mmの層間隔に対応するピークが観察され、スピロピランが挿入されたLDH薄膜が形成されたことを確認した。
    MgO-Al_2O_3系薄膜を作製し、この膜の温水処理によるLDHの析出条件の検討を行ったところ、中性条件下ではLDH結晶の析出は観察されなかったが、pH=12のNaOH溶液を用いて温水処理をおこなったときに最も多くの結晶が析出することがわかった。
    日本学術振興会, 若手研究(B), 大阪府立大学, 17760546
  • 金属酸化物ゲルの外部場温水処理による機能性ナノ微結晶分散薄膜の創製
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2005年
    松田 厚範, 逆井 基次, 武藤 浩行, 小暮 敏博, 忠永 清治, 打越 哲郎
    (1)金属酸化物ゲルの組成探索と機構
    ・SiO_2-TiO_2系ゲル膜の振動温水処理によって生成するナノシート結晶が層状構造を有するレピドクロサイト型チタン酸であることを明らかにした。得られた薄膜が高い光触媒活性と超親水性・防曇性を示すことを実証した。膜組成依存性では、TiO_2含量が少なくなると、析出するアナターゼの形態が粒状から鋭錘状に変化し、さらにチタン酸シートに変化することがわかった。TiO_2溶解種濃度が低い条件で、シート状結晶が析出しやすくなると推察した。
    (2)外部場温水処理による金属酸化物微結晶析出と表面組織制御
    【電場中での温水処理による微結晶析出と表面組織制御】
    ・SiO_2-TiO_2系ゲル膜の直流電場温水処理では、負極側で生成する析出物が粒状からシート状へ変化することがわかった。直流印加電場が5Vcm^<-1>以上では、Ti^<4+>のTi^<3+>への還元により薄膜の光透過率が低下するが、交流電場温水処理ではこれを防げることを見出した。
    ・ZnOゲル膜を形成した導電性基板と対向電極の間に直流あるいは交流電圧を印加しながら温水処理を行った。その結果、直流電場温水処理によって負極側で析出する結晶が六角柱状に変化し、シリコン基板を用いた場合には、析出結晶が花弁状に変化することがわかった。
    (3)超分子集合体を添加したゲル膜の温水処理による微結晶析出と表面組織制御
    CTAB、P123、F127などの界面活性剤を添加したSiO_2-TiO_2系ゲル膜の温水処理によってアナターゼナノ微結晶が膜中に高分散析出し、紫外線照射によって界面活性剤鋳型を完全除去できることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 豊橋技術科学大学, 16360327
  • メカニカルミリングによる全固体リチウム二次電池の作製と評価
    科学研究費助成事業
    2003年 - 2004年
    辰己砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏
    本研究によって得られた成果は以下の通りである。
    1.メカノケミカル法により様々な組成のLi_2S-P_2S_5系ガラスを作製し、加熱結晶化によりガラスセラミックスを得た。70Li_2S・30P_2S_5(モル%)組成において析出した結晶相は、一連のチオリシコンとは異なる新規な結晶で、主にP_2S_7^<4->イオンから構成されていた。またこのガラスセラミックスは、室温で2.2x10^<-3>S/cmという極めて高い導電率を示した。
    2.Li_2S-P_2S_5系ガラスについて、単体からのメカノケミカル合成を試みた。単体から作製したガラスの局所構造は、P_2S_5を用いたガラスと基本骨格において差は無いが、ホモボンドが存在することがわかった。しかし、加熱によりガラスセラミックス化するとホモボンドは減少することがわかった。
    3.メカノケミカル法を用いてSnS-P_2S_5系負極材料を合成し、共通のガラスフォーマーを有するLi_2S-P_2S_5系固体電解質と組み合わせた全固体電池を試作した。このセルは、室温で50サイクル以上の充放電が可能であり、400mAh/g以上の高容量を保持することが分かった。
    4.メカノケミカル法を用いたCuとSの直接反応によってCuS-S系正極複合体の合成に成功した。得られた正極複合体とLi_2S-P_2S_5系固体電解質を組み合わせたリチウム-硫黄系全固体電池は、正極活物質に対して600mAh/g以上の大きな放電容量を示し、サイクル劣化がほとんど見られなかった。
    5.電池のレート特性の向上をめざし、様々な正極複合体の構築を検討した。活物質含量が少ない正極配合比においては、導電助剤の添加により高電流密度下でも充放電が可能となり、助剤としては、ファイバー形状を有するVGCFが少量の添加で優れた充放電特性を示した。また、低電流密度でサイクルを繰り返すことにより、高電流密度下においても高容量の保持が可能になった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 15360350
  • イオニクス素子の全固体化にむけた基礎研究
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2004年
    南 努, 脇原 將孝, 岩倉 千秋, こうじ谷 信三, 田中 功, 忠永 清治, 足立 吟也, 曽我 直弘
    平成11年度〜15年度に実施した本特定領域の成果をまとめるために本の出版を行った。各班長および関連する企業の3名の研究者を中心に原稿を執筆し、シュプリンガーフェアラーク社より、"Solid State Ionics for Batteries"というタイトルで全世界で発売することとなった。以下に目次を示す。
    1.Introduction
    2.Recent progress in batteries and future problems
    3.Recent development of amorphous solid electrolytes and their application to solid-state batteries
    4.Recent development of electrode materials in lithium ion batteries
    5.Construction of solid/solid interface between hydrogen storage alloy electrode and solid electrolyte for battery application
    6.Polymer solid electrolytes for lithium-ion conduction
    7.First principles calculations of lithium battery materials
    日本学術振興会, 特定領域研究, 大阪府立大学, 11229101
  • 中温作動型燃料電池用プロトン伝導体シートの作製と評価
    科学研究費助成事業
    2002年 - 2003年
    松田 厚範, 武藤 浩行, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 逆井 基次
    本研究課題では、ホスホシリケートゲルに電池構築に必要な成形性を付与し、シート化を試みることと、得られたプロトン伝導体シートを中温作動型燃料電池に応用するための基礎的な知見を得ることを目的とした。本研究課題の実施項目と得られた成果の概要を以下にまとめる。
    1.プロトン伝導性無機-有機コンポジットシートの作製と電気特性評価
    ホスホシリケートゲルとポリイミドからなるコンポジットのシート化技術を確立した。ホスホシリケートゲルを70wt%含む複合体シートは、130℃、相対湿度20%程度で10^<-3>Scm^<-1>以上の高い導電率を安定して示すことがわかった。これを電解質に用いた燃料電池は、150℃、相対湿度18%条件においてOCVが0.72V、最大電力密度が28mWcm^<-2>を示した。またこの条件において連続発電を確認した。
    2.プロトン伝導性無機-有機ハイブリッドシートの作製と電気特性評価
    3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランを出発原料に用いることによって無機-有機ハイブリッドのシートを作製した。また、電気泳動法による大面積ハイブリッドの作製に関する基礎検討を行った。得られたプロトン伝導性ハイブリッドは、130℃、相対湿度0.7%の低湿度条件下で7×10^<-4>Scm^<-1>の導電率を示した。また、これを電解質に用いた燃料電池は、130℃で連続発電した。
    3.ホスホシリケートゲルの化学的耐久性の改善
    150℃で熱処理したスズおよびタンタル添加系のゲルは、30℃、相対湿度60%に3時間保持しても、90%以上のリン酸を保持することがわかった。しかし、プロトン伝導性が低下することも明らかとなった。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 豊橋技術科学大学, 14550669
  • アモルファス固体電解質材料の作製と特性評価
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2003年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘, 河村 純一, 町田 信也
    本年度得られた成果は以下の通りである。
    1.リチウムイオン濃度を高めたLi_2S-SiS_2-P_2S_5-Al_2S_3多成分系ガラスを比較的低温で結晶化させることによって、固相反応では得られない高イオン伝導性チオリシコン結晶がガラスから初晶として析出し、室温で1.2x10^<-3>Scm^<-1>の極めて高い導電率を示すことが分った。
    2.メカノケミカル法を用いてSnS-P_2S_5系負極材料やCu-S系正極材料を合成し、共通のガラスフォーマーを有するLi_2S-P_2S_5系固体電解質と組み合わせた全固体電池を試作した。いずれの場合もサイクル特性に優れた二次電池として作動し、従来のリチウムイオン二次電池と比べると大きな充放電容量の得られることが分かった。
    3.Li_2S-P_2S_5系固体電解質を用いたIn/LiCoO_2系全固体電池において導電助剤の検討を行ったところ、アセチレンブラックは初期不可逆容量の一因となることが分かった。一方、気相成長炭素繊維を用いると不可逆容量を低減することができ、高電流密度での充放電が可能になることが明らかになった。
    4.ゾル-ゲル法によってホスホシリケート系ハイブリッドおよびコンポジット系シートを作製した。γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用いたハイブリッド系シートやポリイミドを用いたコンポジットシートを電解質膜とした固体高分子形燃料電池は、130℃以上、相対湿度数%の中温低加湿条件下でOCVが0.7-0.85V、最大出力が20-50mWcm^<-2>を示し、連続発電できることが分かった。
    5.レーザー蒸着(PLD)法によって、SnO/Li-V-Si-O系ガラス/LiCoO_2系全固体薄膜リチウム二次電池を試作した。200μAcm^<-2>までは二次電池として作動可能であり、容量は大きくないものの、100サイクル以上の充放電を確認した。動作可能な薄膜二次電池が全プロセスPLD法を用いて作製できたことにより、将来のマイクロエレクトロニクスの電源素子として、そのプロセスの確立が望まれる。
    日本学術振興会, 特定領域研究, 大阪府立大学, 11229204
  • ゾル-ゲル法による高屈折率透明厚膜材料の作製と微細パターニング
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2002年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘, 仲間 健一
    本研究では、以下の研究成果を得た。
    1.高屈折率透明厚膜材料開発とキャラクタリゼーション
    フェニルトリエトキシシラン、ベンジルトリエトキシシランなどを出発原料に用いて種々のシルセスキオキサン-金属酸化物系厚膜を作製した。検討を行った中で酸化物としてチタニアを加えた場合に、最も屈折率が大きくなることがわかった。さらに、2官能のアルコキシドであるジフェルニルジメトキシシランにチタニアを組み合わせた2成分系膜は、3官能アルコキシドであるフェニルトリメトキシシラン系よりも高い屈折率を示すことがわかった。また、チタニア含量が30%以下では、100℃以上に加熱することによって、粘性が低下し流動性を示すことがわかった。
    2.シルセスキオキサン-チタニア系複合体厚膜材料のキャラクタリゼーション
    紫外光照射に伴うシルセスキオキサン-チタニア系複合体厚膜材料の構造、組織および光学的性質の変化について検討を行った。複合化したチタニア成分が紫外光を吸収し、シルセスキオキサンのSi-C結合を開裂すると考察した。また、ビニルシルセスキオキサン-チタニア系において最も膜の硬度が大きく上昇することがわかった。
    3.高屈折率透明厚膜材料の微細パターニング
    ゾル-ゲル成型装置を用いて型プレスを行うエンボス法によって、フェニルシルセスキオキサン-チタニア系高屈折率透明厚膜の微細パターンを転写できることを確認した。
    一方、チタニア薄膜表面をフルオロアルキルシランによって撥水処理した表面にフォトマスクを通して紫外光照射を行うと、紫外線照射部のみ親水性になる。これを用いて形成した撥水-親水パターン上にフェニルシスセスキオキサン厚膜を形成し加熱すると、ゲル膜が軟化した際に親水部分に選択的に流動し、液の表面張力によって球面のふくらみ形状を有するマイクロパターンが得られることがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 13555242
  • メカノケミカル法による高リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの創製
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2002年
    辰己砂 昌弘, 松田 厚範, 忠永 清治, 南 努
    本研究は、メカニカルミリング(MM)法により得られる非晶質微粒子を熱処理することにより、高イオン伝導性結晶を析出させた新しいタイプの固体電解質ガラスセラミックス材料を創製することを目的としている。2年間で得られた主な成果は以下の通りである。
    (1)MMによるLi_2S-P_2S_5系、Li_2S-P_2S_5-SiS_2系およびLi_2S-P_2S_5-GeS_2系非晶質固体電解質材料の合成を試みた。その結果、何れの系でも広い組成域でガラスが得られた。これらのガラスは室温において10^<-4>Scm<-1>程度の高い導電率を示した。
    (2)上記(1)で作製したガラスを様々な条件で熱処理することにより、室温での導電率が10^<-3>Scm^<-1>付近の極めて高い導電率を有するガラスセラミックスが得られた。
    (3)上記(2)で得られたガラスセラミックス中には、現在室温で最も高い導電率を示すLi_<4-x>Ge_<1-x>PxS_4系チオリシコン結晶と類似の結晶がいずれも生成しており、これが高い導電率の得られる要因であることを見出した。
    (4)Li_2S、単体リン、単体イオウを出発原料として、Li_2S-P_2S_5系ガラスおよびガラスセラミックスの合成をMM法により試みたところ、熱的・電気的性質においてLi_2SとP_2S_5から作製したものとほぼ同等の生成物が得られた。
    (5)MM法によって得られたLi_2S-P_2S_5系ガラスセラミックスを固体電解質とし、負極にIn金属、正極にLiCoO_2を用いて全固体二次電池を試作し特性を評価した。その結果、初期数サイクルの不可逆容量が大きいものの、初期充電を容量規制で行うことによって放電容量が増大し、200サイクル経過後も放電容量約100mAhg^<-1>、充放電効率ほぼ100%の極めてサイクル特性に優れた全固体電池が得られた。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 13450359
  • ゾル-ゲル法によって作製される薄膜の表面組織の制御と応用
    科学研究費助成事業
    2001年 - 2002年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究は、ゾル-ゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特徴を生かして薄膜表面の組織をナノメーター領域で制御することによって、薄膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的とし、以下の成果を得た。
    (1)SiO_2-TiO_2系ゲル膜を沸騰水に浸漬した場合、膜表面にアナターゼ微結晶が析出し、微細な凹凸が形成されることがわかった。この薄膜は、高い触媒活性を示すことを確認した。また、温水処理温度の低温化について検討した結果、60℃の乾燥後、55℃の温水処理によって、アナターゼが膜表面に析出することがわかった。さらに、この温水処理時に基板に振動を与えることによって、層状構造を持つチタン酸ナノシート微結晶が析出することを見出した。このシート状結晶は、表面に微細な凹凸が形成され、水に対する接触角が5度以下の超親水性を示した。この超親水性は、暗所に2000時間保持した後も維持することを確認した。
    (2)アセチルアセトンで化学修飾したチタンアルコキシドを用いて作製したシリカ-チタニアゲル膜に紫外光を照射すると、種々の溶液に対する溶解性が未照射部分より低くなることがわかった。この現象を利用し、フォトマスクを介してUV照射し、エッチングすることにより、シリカ-チタニア系ゲル膜のマイクロパターニングを行った。さらに、この膜を温水処理すると膜表面にアナターゼナノ微結晶生成することがわかった。
    (3)アセト酢酸エチルで化学修飾したアルミニウムアルコキシドから作製したアルミナゲル膜を温水で処理することによって形成される、表面に微細な凹凸形状を持つ花弁状組織において、温水処理の低温化について検討した結果、40℃の処理でもこの花弁状組織が形成されることがわかった。一方、これらの薄膜が非常に低い光反射率を示すことがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 13450273
  • ゾル-ゲル法による超撥水-超親水パターンの作製と応用
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    2000年 - 2001年
    忠永 清治
    本研究は、ゾル-ゲル法によって作製した超撥水表面を、光照射等の手法を用いて局部的に親水化し、超撥水-超親水パターンを形成すること、およびこのパターンの応用を検討することを目的として行ったものである。今年度は、昨年度に得られた知見を基にさらに研究を進め、以下のような成果を得た。
    (1)多数の円が規則正しくならんだフォトマスクを用いて紫外光を照射することによって得られた超撥水-超親水パターン上に、水を溶媒としたコロイダルシリカ、ポリエチレングリコール、加水分解したテトラメトキシシランからなるシリカゾルをコーティングすると、このゾルは、光照射部である親水部分にのみ残り、乾燥後、膨らみ形状を持つシリカマイクロパターンが形成できることがわかった。
    (2)ポリエチレングリコール、テトラメトキシシランを加えない場合には、非常に小さい厚みのパターンしか形成できない。また、シリカゾルの濃度、ポリエチレングリコールの添加量を変化させることで、得られる膨らみパターンの厚みが制御できることがわかった。
    (3)超撥水を得るために形成している凹凸の程度を変化させた撥水-親水パターンを形成し、マイクロパターン形成に及ぼす凹凸の影響について検討した結果、凹凸が小さい方がより大きな厚みを持つマイクロパターンが得られることがわかった。
    (4)プロセスの低温化について検討した結果、全プロセス100℃以下で、超撥水-超親水パターンが形成できることがわかった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 大阪府立大学, 12750608
  • ゾルーゲル法による透明厚膜の作製と微細加工プロセスへの応用
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2000年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘, 前田 浩一
    本研究では、ゾルーゲル法をベースとして、微小光学素子等に応用可能な透明厚膜材料を探索し、その作製技術と微細パターニングプロセスを確立することを目的としている。以下に当該研究期間に得られた研究成果の概要を示す。
    1.ゾルーゲル厚膜材料・組成の探索
    ベンジルトリエトキシシランを出発原料に用いて作製した有機-無機複合微粒子を用いて、電気泳動電着法により作製した厚膜を熱処理を行うことにより透明厚膜を作製することに成功した。また、光硬化性無機-有機複合膜や、エンボスマイクロパターニング用高屈折率無機-有機複合膜を作製した。
    2.ゾルーゲル厚膜材料のキャラクタリゼーション
    メチルシルセスキオキサンーフェニルシルセスキオキサン系複合膜は、メチル基とフェニル基の割合が1:1の付近でクラックの発生が抑制され、最大膜厚が大きくなることがわかった。型プレスにより微細パターン形成のための最適条件について検討を行った。フェニルシルセスキオキサンおよびベンジルシルセスキオキサン厚膜は、チタンアルコキシドの添加によって、屈折率が最大1.64まで増大し、熱軟化がが起こりにくくなった。
    3.ゾルーゲル微細加工プロセスの確率
    ビニルトリメトキシシラン系光硬化性無機-有機複合体厚膜を用いて、ガラス基板上に幅3μmの光導波路を作製することができた。また、熱硬化性フェニルシルセスキオキサン系およびベンジルシルセスキオキサン系厚膜を用いて、エンボス法あるいは融液の表面張力を利用してマイクロレンズパターンなどを作製するこができた。
    4・ゾルーゲル微小光学素子の設計および性能評価
    マイクロレンズアレイ、光導波路などの試作とSEM、AFMによる形状を評価を行った。試作したマイクロレンズアレイは、実用レベルの良好な集光特性を示すこと実証した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 11555239
  • メカニカルミリングによる非晶質固体電解質材料の創製
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2000年
    辰巳砂 昌弘, 松田 厚範, 忠永 清治, 南 努
    本研究は、メカニカルミリング(MM)による非晶質固体電解質材料の合成手法の確立を目的として行ったものである。2年間で得られた主な成果は以下の通りである。
    (1)MMによるLi_2S-SiS_2-LixMOy(LixMOy=Li_4SiO_4、Li_3PO_4)系非晶質固体電解質材料の合成を試みたところ、約20時間のMMで、非晶体の得られることが分かった。これらの非晶体は、室温において10^<-4>Scm^<-1>以上の導電率を有し、リチウムイオン輸率が1で、10V以上の極めて広い電位窓を有することが明らかになった。
    (2)MMにより得られた非晶質材料に対し、固体高分解能NMR、XPS等の分光学的測定を行い、局所構造を調べた。その結果、融液急冷により得られるガラスに存在するのと同様の構造単位が、MM非晶体中にも多く存在することが明らかになった。
    (3)様々なリチウム化合物とSiS_2を出発原料にMMを行うことにより、非晶質固体電解質材料の合成を試みた。、リチウム化合物としてLi_2S、Li_2O、Li_3Nを用いた場合、得られた試料は室温において10^<-4>Scm^<-1>以上の高い導電率を有することが分かった。
    (4)MMにより、Li_2S-P_2S_5系非晶質試料を作製したところ、Li_2S-SiS_2系と同等の高いリチウムイオン伝導性が得られたが、これをさらに結晶化温度以上に加熱することにより、10^<-3>Scm^<-1>オーダーに迫る高いイオン伝導性を有するガラスセラミックスの得られることを見い出した。
    (5)MM時間を変化させて作製した95(0.6Li_2S・0.4SiS_2)・5Li_4SiO_4試料を固体電解質として用い、InおよびLiCoO_2をそれぞれ負極、正極とする全固体リチウム二次電池を構成し、充放電挙動について検討したところ、10時間のMMにより、80mAhg^<-1>以上の放電容量を示す全固体リチウム二次電池の得られることが明らかになった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 11450336
  • 液相より作製した薄膜の表面組織制御に関する研究
    科学研究費助成事業
    1999年 - 2000年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究は、ゾル-ゲル法による酸化物薄膜の作製において、液相法の特徴を生かして薄膜表面の組織をナノメーター領域で制御することによって、薄膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的として行ったものである。以下に得られた成果の概要を示す。
    (1)アモルファスのアルミナゲル薄膜を沸騰水処理することによって得られる微細な凹凸を持つ花弁状組織の上に、TiO_2系薄膜およびフルオロアルキルシランをコーティングすることによって得られた超撥水表面は、紫外光照射により表面が超親水化することがわかった。
    (2)アセト酢酸エチルで化学修飾したアルミニウムアルコキシドから作製したアルミナゲル薄膜を60℃の温水に浸漬することによって、表面に微細な凹凸形状を持つ花弁状組織が形成されることを見出した。この表面に、加水分解したフルオロアルキルトリメトキシシランをコーティングすることによって、超撥水表面を作製できることがわかった。
    (3)種々の有機高分子を含有する均質・透明、平滑なシリカゲル膜をPET基板上に形成できた。その中で、ポリビニルアルコールを添加した系が水蒸気・酸素透過性の低減に最も効果的であることがわかった。
    (4)酢酸イットリウム、酢酸マンガンを出発原料としてYMnO_3薄膜を形成する際、熱処理を真空中で行うことによって、非常に緻密で平滑な表面を持つYMnO_3薄膜が得られることがわかった。この薄膜は、非常に小さい漏れ電流を示し、液相から作製したYMnO_3薄膜としては、初めて強誘電性が室温で発現することを見出した。
    (5)有機高分子を含むSiO_2-TiO_2系ゲル膜を沸騰水に浸漬した場合、膜中にアナターゼ微結晶が高分散で析出することがわかった。また、有機高分子を含まない場合には、膜の表面にアナターゼ微結晶が析出し、微細な凹凸が形成されることがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 11450252
  • ゾル-ゲル法による超撥水および超親水膜の作製と応用
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1998年
    南 努, 稲葉 博司, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究は、ゾル-ゲル法を用いて、種々の表面エネルギーや微細組織を持つ薄膜を形成し、超撥水性、超親水性を発現させ、種々の基板にこれらの機能を付与した新しい材料を開発することを目的としている。すなわち、溶液組成や結晶化挙動を制御することによって表面状態や組織を精密に制御し、超撥水性、超親水性薄膜を得ることを目標とした。
    本研究で得られた成果の概要を以下に示す。
    1. アセト酢酸エチルで化学修飾されたAl(O-sec-Bu)3を出発原料として用いて作製したアモルファスのアルミナ薄膜を沸騰水中に浸漬すると、数十nmオーダーの凹凸を持つベーマイト相の表面が得られることがわかった。
    2. この微細な凹凸を持つ組織を持つアルミナ薄膜に加水分解したフルオロアルキルシランをコーティングすると水に対する接触角が165゚となり、超撥水透明薄膜が得られた。
    3. フルオロアルキルシランをコーティングした後の熱処理温度を変化させて、水に対する接触角を測定したところ、450℃までの熱処理では超撥水状態を示したが、500℃の熱処理によってフルオロアルキル鎖が分解し、超親水状態になることがわかった。
    4. オルガノトリエトキシシランを加水分解してアルミナ花弁状組織に塗布することにより、フッ素を含まない超撥水膜を作製することができた。有機官能基の大きさと溶液濃度によって撥水性が変化することがわかった。
    5. アルミナ花弁状組織を用いない超撥水性薄膜の作製を試みた。検討したオルガノアルコキシシランの中で、ジメチルジエトキシシランとフェニルトリエトキシシランを用いた場合に透明な超撥水薄膜が得られた。薄膜の表面SEM観察から、フラクタル的な微細凹凸が形成されていることを確認した。さらに600℃以上で熱処理することにより有機官能基が燃焼分解し、薄膜は超撥水性から超親水性に変化することを見い出した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 09555195
  • ゾル-ゲル法による制御された組織を持つ酸化物コーティング膜の作製
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1998年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究では、これまでのゾル-ゲル法による酸化物薄膜の作製方法、およびゾル-ゲル電気泳動電着法による酸化物厚膜の作製方法に関する知見を基に、液相法の特徴を生かして薄膜および厚膜表面の組織をナノメーターの領域で制御することによって、膜に機能性を付与した新しい材料を創製することを目的とした。
    本研究で得られた成果の概要を以下に示す。
    1. ポリビニルトリエトキシシラン-テトラエトキシシラン系から、ゾル-ゲル法によりポリイミド基板上に有機-無機複合コーティング膜を作製した。広い組成範囲でクラックのない柔軟性のある膜を作製することができた。
    2. シリカ微粒子を含むゾル溶液にカチオン性の高分子界面活性剤であるポリエチレンイミンを加えた溶液を用いてステンレス基板上への電気泳動電着を行った。0.01mass%のポリエチレンイミンを添加した場合に膜厚は約20μmとなり、熱処理を行ってもクラックのない厚膜が得られた。
    3. 酢酸イットリウム、酢酸マンガンを用いてYMnO_3系強誘電体薄膜を作製した。さらに、5〜10%イットリウムが過剰の組成において緻密で平滑な表面を持つ薄膜を得ることができ、良い誘電特性を示すことを見い出した。
    4. YMnO3薄膜をラッピドサーマルアニーリング(RTA)を用いて熱処理を行うことにより、通常の熱処理に比べて非常に結晶性のよい緻密な組織を有する薄膜を作製することができた。
    5. チタニア-シリカ系ゾル-ゲル薄膜を温水処理することにより、アナターゼナノ微結晶が均一に分散した透明薄膜が100℃以下の低温で作製できることを見い出した。
    6. フェニルシルセスキオキサン粒子を電気泳動電着に用いることによりITOコートガラス基板に厚膜を形成した。得られた厚膜は400℃で熱処理を行うことにより透明性が飛躍的に向上した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪府立大学, 09450328
  • ゾルーゲル法によるYMnO_3強誘電体薄膜の作製と特性評価
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1997年 - 1998年
    忠永 清治
    MFS型(金属-強誘電体-半導体)不揮発性メモリーへ応用できると考えられる、YMnO_3系複合酸化物薄膜をゾル-ゲル法によって作製し、その結晶化温度の低温化、誘電特性を評価した。
    YMnO_3系強誘電体薄膜を作製する際の出発原料として、酢酸イットリウム、酢酸マンガン、溶媒として2-エトキシエタノール、添加剤としてジエタノールアミンを用いた場合に、約100〜500nmの膜厚を持つ均質な薄膜が得られることを見い出した。また、これらの出発原料を混合して作製した溶液でコーティングを行った場合には、900℃以上の熱処理で単相のYMnO_3が作製できるのに対し、出発原料を還流し、イットリウムおよびマンガンのアルコキシドを生成させてからコーティングを行うと、結晶化温度が低下し、800℃の熱処理で単相が得られることがわかった。走査型電子顕微鏡により表面の組織を観察したところ、粒子が大きく成長し、その粒子間に数十nm以上の穴の存在する組織であることが確認された。また、電気的特性に関しては、リ-ク電流が非常に大きく、十分な誘電特性の評価を行うことができなかった。
    さらに、出発組成における、イットリウムとマンガンの比をわずかに変化させて薄膜を作製した場合、5〜10%イットリウムが過剰の組成において緻密で平滑な表面を持つ薄膜を得ることができた。この薄膜において測定した誘電率は約20、損失係数は約0.05、また、リ-ク電流は1Vの印加で10^<-4>A・cm^<-2>となった。但し、緻密化が十分でないために、細孔や粒界が存在し、低周波数における損失が大きく現れた。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 大阪府立大学, 09750755
  • 新規な超イオン伝導ガラスの創製とキャラクタリゼーション
    科学研究費助成事業
    1997年 - 1997年
    南 努, 松田 厚範, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    Li_2S-SiS_2系をベースとするオキシスルフィドガラスは、全固体リチウムイオン二次電池の電解質の有力な候補である。我々は、(1-y)[xLi_2S・(100-x)SiS_2]・y[xLi_2O・(100-x)P_2O_5](45SiNMR測定により、この組成域で硫黄と酸素の両方が配位したケイ素構造単位が多く存在することが観測された。このような構造単位の存在が、y=0.05の組成のガラスにおける高い安定性と高い伝導度の原因となっていることがわかった。
    Li_2S-SiS_2系ガラスに対する、Li_3AlO_3およびLi_3AlS_3の添加の効果についても検討を行った。いずれの化合物を添加した場合においても、結晶化に対する安定性の向上および伝導の活性化エネルギーの減少がみられた。Li_3AlO_3を添加した系においては、硫黄と酸素の両方が配位したシリコンを含む構造単位が存在することがわかった。Li_3AlS_3を添加した系においては、^<27>AlNMRスペクトルによって、硫黄6配位のアルミニウムをもつ構造単位が多く存在することがわかった。この構造単位の存在が高いイオン伝導度に寄与していると考えられる。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 大阪府立大学, 09215233
  • 酸化物ガラスおよびその融体における局所構造とフラジリティの相関
    科学研究費助成事業
    1996年 - 1996年
    辰巳砂 昌弘, 忠永 清治
    本研究では、実用上重要な種々の酸化物系ニューガラスに対し、その融液から過冷却液体に至る幅広い粘度域での粘性係数の温度依存性を測定し、系や組成とFragilityの関係を明らかにした。一方で、様々な回析および分光学的手段を用いてそれぞれのガラスおよび融液の構造解析を行い、局所構造の組成依存性を検討した。本年度得られた成果は以下の通りである。
    混合アニオン系として作製したSnX_2-P_2O_5(X=F,Cl)系ガラスでは、SnX_2含量の少ない組成ではEη/TgからみたFragilityは一定であるが、SnX_2含量の多い組成では、SnX_2含量の増加に伴ってFragilityは増加した。このとき、Fragilityが一定であったガラスでは局所構造が類似しているが、SnX_2含量の多い組成ではFragilityが大きいものほど、非架橋酸素の割合が多いピロリン酸グループやP-FやSn-Cl結合が多く存在することが確認された。このことから、イオン結合性の増加がFragilityの増加に寄与していると考えられる。
    混合アルカリ系として作製したLi_2O-Na_2O-B_2O_3系ガラスでは、△CpからみたFragilityはほぼ一定であるが、Eη/Tgの観点からみるとアルカリを混合することでStrongになっていることが明らかとなった。この系の局所構造はアルカリ混合比によって変化せず、△CpからみたFragilityの傾向と一致した。
    混合フォーマ-系として作製したNa_2O-SiO_2-B_2O_3系およびAgI-Ag_2MoO_4-Ag_2PO_<3.5>系ガラスではガラスフォーマ-を混合することによって△CpとEη/Tgの両方の観点からみてStrongになることが明らかになった。また、混合アルカリ系とは異なり、フォーマ-を混合することによって局所構造が大きく変化しており、△CpからみたFragilityと局所構造の間には密接な関係があることがわかった。
    日本学術振興会, 基盤研究(C), 大阪府立大学, 08650993
  • 新規な超イオン伝導ガラスの創製とキャラクタリゼーション
    科学研究費助成事業
    1996年 - 1996年
    南 努, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究は、Li_2S-SiS_2系をベースとするLi_2S-SiS_2-Li_4SiO_4系オキシスルフィド系ガラスのイオン伝導度および熱的安定性における混合アニオン効果に着目し、このガラスの構造解析を行うことによりこの効果の本質的理解を深めながら応用展開することを目的としている。ここでは、このような系のガラスの高いイオン伝導性および優れた熱的安定性とガラス構造の関係について明らかにした。本年度得られた成果は以下の通りである。
    1)^<29>Si MAS-NMR測定の結果から、ベースガラスに少量のLi_4SiO_4を添加すると、硫黄と酸素の両方の配位したケイ素がガラス中に多量に存在することがわかった。一方、多量のLi_4SiO_4を添加すると、このようなケイ素は減少した。
    2)X線光電子スペクトルの結果から、少量のLi_4SiO_4を添加したガラス中では、硫黄は非架橋状態、酸素は架橋状態で主に存在し、多量に添加するとS^<2->や非架橋酸素が多く存在することが明らかになった。
    3)5mol%のLi_4SiO_4を添加したガラス中には非架橋硫黄、架橋酸素が主に存在し、これらはリチウムイオンをトラップしにくいために、このガラスは高い伝導性を示すものと考えられる。さらに添加するとリチウムイオンをより強くトラップすると考えられるS^<2->や非架橋酸素の割合が増加するため、ガラスの伝導性は低下すると解釈することができる。
    4)5mol%のLi_4SiO_4を添加したガラスは広い電位領域において高い電気化学的安定性を示すが、これは、このガラス中ではアニオン種の酸化反応の速度が非常に遅く、実際に酸化されるまでに大きな過電圧が生じるためと考えられる。20mol%のLi_4SiO_4を添加したガラス中では、S^<2->が多く存在し、これが電気化学的に酸化されることにより、ガラスの電気化学的安定性が低下するものと考えられる。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 大阪府立大学, 08229240
  • 新規な超イオン伝導ガラスの創製とキャラクタリゼーション
    科学研究費助成事業
    1995年 - 1995年
    南 努, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘
    本研究は、安定でイオン伝導性の高いガラス材料を設計する場合、必ずしも均質ガラスである必要はなく、伝導性の高いガラス相と安定性の高いガラス相を組み合わせた分相ガラスも視野に入れるべきであるという立場に立ち、不均質構造を有する新しい超イオン伝導ガラスを創製すべく、その基礎的検討を推進するものである。本研究で得られた成果を以下に示す。
    1 AgI-Ag_2O-B_2O_3系超急冷試料の微細組織と組成の関係を調べた。その結果、通常のアイロンプレス法で作製できる組成のガラスは均質であるのに対し、超急冷法でのみ得られるAgI含量の多い組成のガラスは、基本的に不均質な組織を有していることが分かった。また、このような不均質ガラスの得られる組成域よりもわずかにAgI含量の多い組成域でα-AgIが常温凍結できることが分かった。
    2 AgI-Ag_2O-B_2O_3系超急冷却試料のイオン伝導度と組成の関係を検討した。不均質ガラスの伝導度は、通常の均質超イオン伝導ガラスよりも高く、α-AgI常温凍結複合体よりも低い値を示した。また、均質ガラスにおいては、測定温度域内でArrhenius式に従うのに対し、不均質ガラスにおいては270K付近で折れ曲がりがみられた。この折れ曲がりは、α-AgI常温凍結複合体において明確にみられるAg^+イオンの秩序-無秩序転移に由来する伝導度異常に関係したものと考えられる。
    3 AgI-Ag_2O-B_2O_3系において、不均質ガラスが、通常の均質ガラス生成域とα-AgI常温凍結複合体生成域の間の組成域で生成することから、このガラスはAgIに富むガラス相がAgIの少ないガラス相中に分散した分相ガラスと考えられる。またこのうち、AgIに富むガラス相は、均質ガラス中に存在すると考えられているAgI類似のクラスターがAgI濃度の増加の伴い成長したものではないかと考えられる。
    日本学術振興会, 重点領域研究, 大阪府立大学, 07239240
  • ゾル-ゲル法による高分子フィルムへの無機-有機複合体薄膜のコーティング
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1995年 - 1995年
    忠永 清治
    ゾル-ゲル法は、各種基板に酸化物薄膜をコーティングする非常に有効な手段であるが、コーティングを行う基板としては、ガラス、セラミックス金属など高温での熱処理に耐えられるものが使われてきており、高分子フィルムのような耐熱性の小さい基板への無機膜のコーティングの研究はほとんど行われていない。本研究ではゾル-ゲル法によって、透明高分子フィルムであるナイロン-6フィルムに柔軟性のある無機-有機複合体薄膜をコーティングすることによって、高分子および無機膜両方の特性を兼ね備えた新しい材料を開発することを目的として行ったものである。得られた成果を以下に示す。
    1.ビニルトリエトキシシランを原料とし、ビニル基をAIBNを開始剤としてアルゴン雰囲気下でラジカル重合させることによって、無機-有機複合体の前駆体である、ポリビニルトリエトキシシラン(PVTES)が合成できることがわかった。
    2.PVTESもしくはPVTES-Si(OC_2H_5)_4系を出発原料として加水分解重縮合させた溶液をコーティング溶液とすることによってナイロン-6基板およびPET基板に均一なクラックのない無機-有機複合体薄膜を形成することができた。
    3.得られた無機-有機複合体薄膜の鉛筆硬度測定をおこなったところ、PVTES-Si(OC_2H_5)_4系、およびPVTES単成分いずれの系においても150℃の熱処理によって9Hの硬度を示し、耐摩耗性に優れていることがわかった。また、ダイナミック硬度測定では、出発原料中のSi(OC_2H_5)_4の割合が増加するにつれて膜の微小硬度は増大した。
    4.原子間力顕微鏡観察により、この無機-有機複合体薄膜の表面は1nm以下の凹凸しか存在しない極めて平滑な表面を持つことがわかった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 大阪府立大学, 07750931
  • 超イオン伝導性メゾスコピック複合材料の開発と応用
    科学研究費助成事業
    1994年 - 1995年
    南 努, 近藤 繁雄, 棚橋 一郎, 町田 信也, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘, 小和田 善之
    本研究では、結晶材料と非晶質材料を複合化することによって、両者の特徴を生かした新しいタイプの超イオン伝導材料を創製し、その生成機構やイオン伝導機構を明らかにするとともに、全固体二次電池やエレクトロクロミック表示素子、電気二重層キャパシターなど、種々の電気化学素子への応用を図ることを目的としている。本研究で得られた成果を以下に示す。
    1 AgIを多量に含む融液を超急冷することにより、α-AgIをガラスマトリックス中に分散した複合体を作製した。この複合体は、室温で極めて高いイオン伝導度を示し、伝導の活性化エネルギーは、α-AgIと超イオン伝導ガラスの中間の値を示すことがわかった。
    2 AgIとガラスマトリックスからなるメゾスコピック複合体の生成プロセスを理解するために結晶化の速度論的検討を行った。その結果、α-AgIの核は、その数を増すことなく3次元的に成長する結晶成長機構を有し、活性化エネルギーは、通常の酸化物系のガラスよりも小さい値をとることがわかった。
    3 種々のプレンステッド酸をシリカゲルにドープした複合体を作製した。HClO_4,WPA,H_2SO_4,H_3PO_4をドープした場合に、室温において、10^<-4>〜10^<-1>Scm^<-1>と高い伝導性を示すバルク状複合シリカゲルおよび複合シリカゲル薄膜が得られた。高い伝導性を示したドーパントは、H_2Oとの相互作用が強く、酸性度が高い電解質であることが分かった。
    4 HClO_4をドープしたシリカゲル薄膜をWO_3を着色層とするエレクトロクロミック素子の電解質に応用したところ、良好な着消色特性が得られた。
    5 H_3PO_4をドープした複合シリカゲルの赤外吸収スペクトルを測定したところ、H_2Oの吸着量が多いほど、オルトリン酸に帰属されるピークの強度が増し、それに伴って伝導度も向上した。添加したリン酸はオルトリン酸の状態でゲル中に安定に存在し、プロトン伝導に有利な水素結合のネットワークを形成しているものと思われる。
    日本学術振興会, 試験研究(B), 大阪府立大学, 06555189
  • ゾル-ゲル法による高分子フィルムへの無機膜コーティングとゲル膜の特性評価
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1994年 - 1994年
    忠永 清治
    ゾル-ゲル法は、各種基板に酸化物薄膜をコーティングする非常に有効な手段であるが、コーティングを行う基板としては、ガラス、セラミックス金属など高温での熱処理に耐えられるものが使われてきており、高分子フィルムのような耐熱性の小さい基板への無機膜のコーティングの研究はほとんど行われていない。本研究ではゾル-ゲル法によって、透明高分子フィルムであるナイロン-6フィルムの酸化物薄膜をコーティングを行い、その特性を明らかにすることを目的として行ったものである。得られた成果を以下に示す。
    1.4官能アルコキシドであるテトラエトキシシラン(TEOS)を原料を用いた場合にはコーティング膜はクラックを生じたが、出発原料に3官能アルコキシドであるメチルトリエトキシシラン(MTES)を加えることによってクラックのない均一な薄膜をコーティングできることがわかった。
    2.シリカ系薄膜をコーティングしたナイロン-6基板について水蒸気透過速度を測定したところ、コーティングによって透過速度を抑制できることがわかった。組成依存性については、MTESに対するTEOSの比が大きくなるにつれてより抑制できることがわかった。
    3.シランカップリング剤であるγ-アミノプロピルトリエトキシシランを加水分解した溶液でナイロン-6基板を前処理し、その後シリカ系のコーティングを行うと、コーティングフィルムとナイロン-6フィルムの密着性が向上した。また、水蒸気透過速度も抑制されることが明かとなった。
    4.コーティング薄膜に紫外線を照射することによって、コーティング膜の緻密化が起こり、水蒸気透過速度も若干抑えられることがわかった。また、コーティング膜と基板の密着性がかなり改善された。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 大阪府立大学, 06750699
  • 化学修飾されたゲル膜の光分解による機能性薄膜の作製と特性評価
    科学研究費助成事業
    1993年 - 1994年
    峠 登, 忠永 清治
    ゾル-ゲル法において金属アルコキシドをβ-ジケトンで化学修飾すると、加水分解反応が抑制されると同時に、生成するゲル膜が光感応性を示すようになり、薄膜の微細加工が可能となる。本研究は、化学修飾されたゲル膜の光分解を利用した薄膜の作製と微細加工、および生成する薄膜の特性評価を目的として行ったものであり、以下の成果を得た。
    (1)^<27>Al NMRから、Al-ブトキシドをアセト酢酸エチルEAcAcで化学修飾すると、Alが6配位された構造単位が生成し、前駆体の大部分は4配位された1個のAlと6配位された2個のAlから成る三量体を形成していることが明らかとなった。また、AlブトキシドのAlは、イソプロピルアルコール中では4配位であるが、ジアセトンアルコール中では5配位をとっていた。
    (2)アセチルアセトンAcAcまたはベンゾイルアセトンBzAcで化学修飾されたZr-、Ti、またはAl-ブトキシドから生成スルゲル膜に紫外線を照射すると、ゲル膜中のキレート環が分解され、同時に酸やアルコールに対する溶解度が変化することを見いだした。
    化学修飾されたゲル膜への紫外線照射によって生じる、ゲル膜の溶解度の変化を利用して、ZrO_2、TiO_2、およびAl_2O_3薄膜の微細パタ-ニングプロセスを開発した。
    AcAcで化学修飾したZr-およびTi-ブトキシド、ならびに酢酸鉛三水和物、および硝酸ランタンを原料として、PZTおよびPLZT強誘電体薄膜を作製した。Pt基板上に形成したゲル膜を700℃で熱処理することにより、組成ずれのないペロブスカイト単一相の薄膜が得られた。
    BzAcで化学修飾されたZr-およびTi-ブトキシド、ならびに酢酸鉛三水和物を原料として得られるゲル膜に紫外線を照射すると、ゲル膜のアルコールに対する溶解度が減少し、この現象を利用してPZT強誘電体のような多成分系薄膜もパタ-ニングできることを実証した。
    日本学術振興会, 一般研究(B), 近畿大学, 05453081
  • 融液超急冷法による機能性高温相のガラスマトリックス中への常温凍結
    科学研究費助成事業
    1992年 - 1994年
    南 努, 忠永 清治, 辰巳砂 昌弘, 峠 登
    α-AgIは、147°C以上で安定な「超イオン伝導体」であるが、147°C以下では伝導性の低いβ-AgIに転移してしまう。ところが、AgIを極端に多量に含む融液を10^5K/s以上の冷却速度で超急冷すると、α→β転移が阻止され、常温でα-AgIがガラスマトリックス中に凍結された一種の複合体が得られることがわかった。本研究では、このようなα-AgI常温凍結複合体のキャラクタリゼーションを行うとともに、凍結条件を最適化し、また凍結機構を明らかにした。得られた成果を以下に示す。
    (1)AgIを多量に含むAgI-Ag_2O-M_xO_y(M_xO_y=B_2O_3,GeO_2,P_2O_5,Mo0_3,WO_3,V_2O_5)系の融液を超急冷することにより、ガラス生成域よりわずかにAgI含量の多い組成域において、α-AgIをガラスマトリックス中に常温で凍結できることがわかった。
    (2)ガラス転移温度(Tg)の高いガラスマトリックスの方が、AgIのα→β転移抑制効果が大きく、容易にα-AgIが凍結できた。
    (3)α-AgIを常温凍結した複合体は、室温で極めて高いイオン伝導度を示すことがわかった。また、伝導の活性化エネルギーは、α-AgIと超イオン伝導ガラスの中間の値を示した。
    (4)α-AgI常温凍結複合体には、数十nmの粒径を持つα-AgI微粒子がガラスマトリックス中に均一に分散して存在することがわかった。また、β-AgIの析出した試料には、数百nm程度の粒径を持つ比較的大きなβ-AgI結晶が密に存在することがわかった。
    (5)常温凍結されたα-AgIは、周囲のマトリックスガラスから応力を受け、歪んだ状態で存在していることがわかった。
    (6)α-AgI常温凍結試料中のα-AgI結晶格子の不均一歪は、室温以下においてさらに増大することがわかった。また、それと同時に、低温になると、銀イオンの部分的な秩序化が起こっていることがわかった。
    日本学術振興会, 一般研究(A), 大阪府立大学, 04403015
  • ゾル-ゲル法による多成分系エアロゲルの作製とキャラクタリゼーション
    科学研究費助成事業 奨励研究(A)
    1993年 - 1993年
    忠永 清治
    エアロゲルは、ゾル-ゲル法で作製したゲルを超臨界乾燥することによって得られる気孔率90%以上の極めて密度の小さい多孔質体であるが、これまではおもにシリカ単成分のみの研究が行われ、多成分系のゲルを容易に作製できるというゾル-ゲル法の特徴を活かした多成分系のエアロゲルの作製はほとんど報告されていない。本研究は、ゾル-ゲル法によって作製したSiO_2-Al_2O_3 2成分系ゲルを超臨界乾燥させることによってエアロゲルを作製し、その特性を評価することを目的として行ったものである。得られた成果を以下に示す。
    1.Al_2O_3成分の原料としてAl(O-Bu)_3用いる際、加水分解速度を制御するためにアセト酢酸エチルによって化学修飾することが効果的であった。この化学修飾されたAl-アルコキシドの加水分解挙動を調べたところ、ゲル化点においても約70%のアセト酢酸エチルが配位したままであることがわかった。
    2.化学修飾されたAl(O-Bu)_3とテトラエトキシシランを原料とし、溶媒としてイソプロピルアルコールを用いてウェットゲルを作製した。このウェットゲルを、270℃、12MPaの条件で超臨界乾燥を行うことによって、エアロゲルを作製することができた。このエアロゲルは、半透明、密度約0.17g/cm^3、収縮率約20%であった。
    3.種々のSi/Al=0.2付近で極大を示すことがわかった。Si/Al=0.17の場合、800℃で432m^2/g、1000℃で296m^2/gという値が得られ、高温で熱処理しても大きな比表面積を維持していることがわかった。
    4.窒素吸着法によって細孔分布を求めたところ、100-200A程度の比較的大きな細孔が多く存在することがわかった。
    日本学術振興会, 奨励研究(A), 大阪府立大学, 05750618

産業財産権

  • 二次電池用電極材料及びそれを用いた二次電池
    特許権, 中許 昌美, 山本 真理, 柏木 行康, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏, 高野 浩次, 地方独立行政法人 大阪市立工業研究所, 公立大学法人大阪府立大学, 奥野製薬工業株式会社
    特願2011-070018, 2011年03月28日
    特開2011-228289, 2011年11月10日
    特許第5724090号
    2015年04月10日
    201503014685263533
  • 蛍光材料および蛍光材料の製造方法
    特許権, 辻口 雅人, 内海 康彦, 福嶋 容子, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏, シャープ株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2010-002027, 2010年01月07日
    特開2011-140564, 2011年07月21日
    特許第5535659号
    2014年05月09日
    201403094521204753
  • 固体電解質薄膜の作製方法
    特許権, 中尾 友子, 高橋 雅也, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏, ラサ工業株式会社, 地方独立行政法人 大阪市立工業研究所, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2010-148415, 2010年06月30日
    特開2012-014885, 2012年01月19日
    特許第5431257号
    2013年12月13日
    201403081048754134
  • 多孔質膜積層体
    特許権, 縣 秀樹, 山本 功, 奥山 裕司, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 林 晃敏, 日産自動車株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2008-070945, 2008年03月19日
    特開2009-229483, 2009年10月08日
    特許第5370981号
    2013年09月27日
    201403013289227660
  • 全固体リチウム二次電池
    特許権, 忠永 清治, 林 晃敏, 辰巳砂 昌弘, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2007-231558, 2007年09月06日
    特開2008-251520, 2008年10月16日
    特許第5187658号
    2013年02月01日
    201303084592847520
  • 電解質膜補強材およびそれを用いた電解質膜と燃料電池ならびに電解質膜補強材の製造方法
    特許権, 麻田 篤志, 猪野 寿一, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 日本板硝子株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2006-552933, 2006年01月11日
    特許第4833087号
    2011年09月30日
    201303022209034303
  • 金属酸化物を主成分とする層の堆積方法
    特許権, 南 努, 忠永 清治, サン−ゴバン グラス フランス
    特願平11-066264, 1999年03月12日
    特開平11-319547, 1999年11月24日
    特許第4750237号
    2011年05月27日
    201303079900408866
  • 電気化学素子用電解質およびその製造方法
    特許権, 南, 努, 辰巳砂, 昌 弘, 忠 永, 清 治, 松 田, 厚 範, 南 努, JSR株式会社
    特願2000-289215, 2000年09月22日
    特開2002-097272, 2002年04月02日
    特許第4606557号
    2010年10月15日
    201103076378896223
  • 光学用透明部材及びそれを用いた光学系
    特許権, 山田 雅之, 小谷 佳範, 田中 博幸, 奥野 丈晴, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, キヤノン株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2006-039787, 2006年02月16日
    特開2006-259711, 2006年09月28日
    特許第4520418号
    2010年05月28日
    201103058802723743
  • ガラス基材の曲げ強度の向上方法
    特許権, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 本城 啓司, セントラル硝子株式会社, 辰巳砂 昌弘
    特願2005-056829, 2005年03月02日
    特開2006-240904, 2006年09月14日
    特許第4489614号
    2010年04月09日
    201103056857494597
  • 透明反射防止膜、その製造方法および光学部材
    特許権, 小谷 佳範, 山田 雅之, 張 祖依, 久保田 純, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, キヤノン株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2004-046256, 2004年02月23日
    特開2005-234447, 2005年09月02日
    特許第4488764号
    2010年04月09日
    201103023181526134
  • 多孔質シリカ系薄膜の製造方法
    特許権, 番場 昭典, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 宇部日東化成株式会社, 辰巳砂 昌弘
    特願2003-054059, 2003年02月28日
    特開2004-266068, 2004年09月24日
    特許第4447846号
    2010年01月29日
    201103095318308700
  • 電界発光体の製造方法および電界発光体、電界発光表示装置
    特許権, 福地 隆, 坪井 眞三, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 日本電気株式会社, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範
    特願2003-543355, 2002年11月07日
    特許第4394446号
    2009年10月23日
    201103052376934091
  • ガラス基材の曲げ強度の向上方法
    特許権, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 本城 啓司, セントラル硝子株式会社, 辰巳砂 昌弘
    特願2004-055800, 2004年03月01日
    特開2005-247587, 2005年09月15日
    特許第4363635号
    2009年08月28日
    201103074326246376
  • 表面微細凹凸組織の低温形成法および当該組織を有する基体
    特許権, 南, 努, 忠永 清治, 松田 厚範, 財団法人大阪産業振興機構
    特願平11-193858, 1999年07月08日
    特開2001-017907, 2001年01月23日
    特許第4247354号
    2009年01月23日
    201103098583655526
  • 光学部材および光学部材の製造方法
    特許権, 小谷 佳範, 山田 雅之, 張 祖依, 久保田 純, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, キヤノン株式会社, 公立大学法人大阪府立大学
    特願2005-006760, 2005年01月13日
    特開2005-275372, 2005年10月06日
    特許第4182236号
    2008年09月12日
    201103053254475530
  • チタニアナノ微結晶膜とこのパターンを備えた物品並びにその製造方法
    特許権, 辰巳砂 昌弘, 小暮 敏博, 南 努, 忠永 清治, 松田 厚範, 独立行政法人科学技術振興機構
    特願2003-045197, 2003年02月21日
    特開2004-249266, 2004年09月09日
    特許第4083036号
    2008年02月22日
    201103087723681334
  • 光学複合体膜とその製造方法ならびにその光学複合体膜を備えた光素子
    特許権, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 独立行政法人科学技術振興機構
    特願2000-289531, 2000年09月22日
    特開2002-098801, 2002年04月05日
    特許第4017330号
    2007年09月28日
    201103009317098040
  • ホスホシリケートゲル、プロトン伝導性材料およびその製造方法
    特許権, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 南 努, JSR株式会社
    特願2001-329216, 2001年10月26日
    特開2003-137527, 2003年05月14日
    特許第3998945号
    2007年08月17日
    201103097616357686
  • チタニアナノ微結晶分散薄膜パターンの製造方法
    特許権, 辰巳砂 昌弘, 小暮 敏博, 南 努, 忠永 清治, 松田 厚範, 独立行政法人科学技術振興機構
    特願2002-237606, 2002年08月16日
    特開2004-074006, 2004年03月11日
    特許第3960882号
    2007年05月25日
    201103018977738121
  • プロトン伝導性材料およびその製造方法
    特許権, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 竹谷 行彦, テイカ株式会社, 辰巳砂 昌弘
    特願2002-080443, 2002年03月22日
    特開2003-281931, 2003年10月03日
    特許第3916139号
    2007年02月16日
    201103081057102970
  • 透明厚膜の製造方法
    特許権, 仲間 健一, 新毛 勝秀, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 松田 厚範, 忠永 清治, 日本板硝子株式会社
    特願平10-015820, 1998年01月28日
    特開平11-209896, 1999年08月03日
    特許第3887926号
    2006年12月08日
    201103092975881925
  • プロトン伝導性材料、プロトン伝導性膜およびその製造方法
    特許権, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 松田 厚範, 南 努, JSR株式会社
    特願2001-329215, 2001年10月26日
    特開2003-132732, 2003年05月09日
    特許第3881213号
    2006年11月17日
    201103055741039667
  • 超撥水撥油防汚性膜及びその形成法
    特許権, 南 努, 忠永 清治, 稲葉 博司, 湯浅 章, 赤松 佳則, 山本 秀樹, セントラル硝子株式会社, 南 努, 忠永 清治
    特願平8-009982, 1996年01月24日
    特開平9-202650, 1997年08月05日
    特許第3688042号
    2005年06月17日
    201103058014437276
  • 撥水性酸化物皮膜の形成法
    特許権, 南 努, 辰巳砂 昌弘, 忠永 清治, 稲葉 博司, 湯浅 章, セントラル硝子株式会社, 南 努, 辰巳砂 昌弘
    特願平7-037979, 1995年02月27日
    特開平8-231247, 1996年09月10日
    特許第3395928号
    2003年02月07日
    201103066666791589

主な担当授業

  • 無機材料化学特論, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 応用物質化学(応用材料化学Ⅰ), 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 応用物質化学(応用材料化学Ⅱ), 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 大学院共通授業科目(一般科目):自然科学・応用科学, 2024年, 修士課程, 大学院共通科目
  • 応用化学特別講義, 2024年, 修士課程, 総合化学院
  • 先端総合化学特論Ⅱ, 2024年, 博士後期課程, 総合化学院
  • 電子材料化学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 無機材料化学, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 物理化学Ⅲ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 工学特別講義, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 国際交流Ⅰ, 2024年, 学士課程, 国際本部