専攻/講座/分野 相関環境学/物質相関論/物質機能相関論
総人学系 自然科学
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Message to the prospective students

電気化学、無機・有機機能性材料化学、エネルギー化学に立脚して、リチウムイオン二次電池、革新型蓄電池、固体酸化物形燃料電池、固体高分子形燃料電池に関する新規機能性材料の開発、反応の解明、劣化機構の解明を行っています。
 現在、ALCA 特別重点技術領域「次世代蓄電池」(ALCA-SPRING)、NEDO 固体高分子形燃料電池利用高度化技術開発/普及拡大化基盤技術開発 PEFC解析技術開発、科学研究費 新学術領域「複合アニオン化合物の創製と新機能」など多くの国家プロジェクトを推進しています。
 平成29年度は、山本 健太郎 特任助教、内山 智貴 特定研究員、研究補佐員2名、D3 3名、D2 3名、D1 4名、M2 7名、M1 7名、B4 1名、研究生 1名と研究しています。現在所属している大学院生の半数以上が京都大学総合人間学部以外の卒業生です。大学院に進学して、一緒にこの分野を開拓する意欲のある人を募集しています。
研究分野 電気化学、エネルギー化学、工業物理化学、無機機能材化学
キーワード 電気化学エネルギー変換、リチウムイオン二次電池、固体高分子形燃料電池、固体酸化物形燃料電池
研究テーマ 物質のもつ化学エネルギーと電気エネルギーの相互変換を行う電気化学デバイスの研究は、今後のエネルギー問題および環境問題を解決し、自然と人間の調和的共生を図る上で益々必要になります。本研究室では、電気化学、無機・有機機能性材料化学、エネルギー化学に立脚し、新規機能性材料の開発、反応の解明とそれを基にした電気化学デバイスの性能向上に関する研究を展開しています。

燃料電池新規材料の開発と電極反応機構の解明
燃料電池として現在実用化が期待されているものには、大規模発電用の発電装置として、高温で作動する固体酸化物形燃料電池(SOFC)、また、電気自動車用、小型据置用の電源として、低温で作動する高分子固体電解質形燃料電池(PEFC)等があります。SOFC、PEFCについて研究を展開しており、固体の中をイオンが伝導する新しい固体電解質の創成と電極反応機構の基礎的解明を行っています。

リチウムイオン二次電池電極反応機構の解明と新規材料の開発
リチウムイオン二次電池はセル電圧が高く、高エネルギー密度であるために現在小型携帯用の電源として広く実用化され、また、さらに大型の電気自動車用電源、電力消費の負荷平準化などへの応用が期待されています。電極材料の電子構造と、電極/電解質界面での相間イオン移動に着目し、電極反応機構の解明を行い、それを基に新規材料の開拓を行っています。
代表的著書,論文等 Amorphous metal polysulfides: electrode materials with unique insertion/extraction reactions, J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 26, 8796 – 8799, DOI: 10.1021/jacs.7b03909
Visualizing redox orbitals and their potentials in advanced lithium-ion battery materials using high-resolution X-ray Compton scattering, Science Advances, 2017, 3, 8, 1 – 6, DOI: 10.1126/sciadv.1700971
Hidden Two-Step Phase Transition and Competing Reaction Pathways in LiFePO4, Chem. Mater., 2017, 29, 7, 2855 – 2863, DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b05000
Visualization of Inhomogeneous Reaction Distribution in the Model LiCoO2 Composite Electrode of Lithium Ion Batteries, J. Phys. Chem. C., 2017, 121, 4, 2118 – 2124, DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b12133
Platinum-Based Electrocatalysts for the Oxygen-Reduction Reaction: Determining the Role of Pure Electronic Charge Transfer in Electrocatalysis, ACS. Catalysis., 2016, 6, 7, 4195 – 4198, DOI: 10.1021/acscatal.6b00497
Real-time observations of lithium battery reactions-operando neutron diffraction analysis during practical operation, Scientific Reports, 2016, 28843, 1 – 12
Anti-site Mixing Governs Electrochemical Performances of Olivine-type MgMnSiO4 Cathode for Rechargeable Magnesium Battery, Phys. Chem. Chem. Phys., 2016, 18, 13524 – 13529, DOI: 10.1039/C6CP00448B
Ionic Conduction in Lithium Ion Battery Composite Electrode Governs Cross-sectional Reaction Distribution, Scientific Reports, 2016, 6, 26382 , 1 – 6, DOI: 10.1038/srep26382
所属学会,その他の研究活動等 2017年度
電気化学会関西支部支部長、電気化学会電解科学技術委員会常任委員、電気化学会固体化学の新しい指針を探る研究会幹事、アドバンスト・バッテリー技術研究会会長、固体イオニクス学会理事

所属学会
電気化学会、電気化学会電池技術委員会、電気化学会電解科学技術委員会、
電気化学会固体化学の新しい指針を探る研究会 、
日本化学会、固体イオニクス学会、
The Electrochemical Society, American Chemical Society, Solid State Ionics Society等
担当授業
  • 学部 物質構造論
    課題演習 物質の機能と構造
    自然科学特別ゼミナールA,B
  • 大学院修士課程 エネルギー物質変換論1,2
    相関環境学研究1,2
    物質相関基礎論
  • 大学院博士課程 相関環境学特別研究1,2
    物質機能相関論特別演習1.2
  • 全学共通科目 基礎物理化学(熱力学)、基礎物理化学(量子論)
    無機化学入門A,B
    基礎化学実験
経歴等 昭和60年3月 京都大学工学部工業化学科卒業
昭和62年3月 京都大学工学研究科工業化学専攻 修士課程修了
昭和62年7月 京都大学工学研究科工業化学専攻 博士課程退学

学位 工学博士(京都大学 平成3年3月)

職歴
昭和62年8月 京都大学工学部工業化学科 助手
平成5年12月 日本学術振興会海外特別研究員
        アメリカ合衆国ペンシルバニア大学研究員
平成8年 1月 京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻 助教授
平成8年 4月 京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー基礎科学専攻 助教授
平成12年8月 東京工業大学大学院理工学研究科応用化学専攻 助教授
平成17年4月 京都大学大学院人間・環境学研究科相関環境学専攻 助教授
平成19年4月 京都大学大学院人間・環境学研究科相関環境学専攻 教授

受賞
平成 5年11月 工業電解奨励賞
 (グロー放電プラズマを用いたイオン導電性薄膜の作製)
平成 9年 3月 電気化学会進歩賞・佐野賞
 (気相化学反応を用いた高機能化イオン導電性薄膜材料の開発とその応用)
平成11年11月 電池技術委員会賞
 (リチウムマンガンスピネル酸化物薄膜電極中のリチウムイオンの拡散挙動)
平成16年 9月 日本機械学会熱工学部門優秀講演論文賞
 (固体高分子形燃料電池カソード触媒の反応機構
    -脱白金・高活性合金触媒の高機能発現メカニズム-)
平成27年3月 電気化学会論文賞
 (層状ペロブスカイト構造を有するランタンニッケル酸化物の局所構造と酸化物イオン拡散の相関性)
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