専攻/講座/分野 相関環境学/物質相関論/物質機能相関論
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Message to the prospective students

 電気化学を中心に無機化学やX線計測の基礎研究を通じて、固体高分子形燃料電池や水電解用の触媒材料開発、機構解明、2次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、多くの国家プロジェクトを推進しており、世界最先端の研究を国内外の一流の研究者と推進することができます。触媒上で起きる反応は複雑かつ多岐に渡るため、柔軟な発想と地道な実験が要求されます。その一方で電極触媒はその研究が始まってから日が浅く、開拓できる分野がたくさんあります。一緒にこの分野を開拓する意欲のある方、ぜひ一度研究室見学にいらしてください。
研究分野 触媒化学、無機材料化学、放射光計測、電気化学
キーワード 燃料電池、水電解、放射光計測、2次電池
研究テーマ 化石燃料をエネルギー源とする社会から環境負荷の低い”水素”を活用するためには、水素を効率的に製造し、利用する技術が必要です。電気化学デバイス、特に燃料電池や水電解は最も現実的かつ高効率な水素の利用・製造方法です。本研究室では、これらの技術の核になる触媒の開発、ならびに触媒能発現機構の解明を通じて、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ります。

・現在進行中のテーマ
 固体高分子形燃料電池触媒における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のひとつに低温で作動する高分子固体電解質形燃料電池(PEFC)があります。PEFCの触媒には白金(Pt)が使われますが、コスト・資源ともにリスクが高く、社会的普及を妨げる原因の一つとなっています。そこで白金上における電極反応機構を放射光X線を用いたX線吸収分光法(XAS)という手法により解析を行っています。

 水電解用電極反応機構の解明と新規材料の開発
 水を電気分解して水素と酸素を得る(2H2O → O2 + 2H2)という一見シンプルな反応ですが、酸素発生反応・水素発生反応ともに遅く、反応機構も未解明な部分が多いです。反応を速めるには触媒を使いますが、未だに効率的に水を分解する触媒は見つかっていません。当研究室では水電解触媒の機能・構造・電子状態など観点から触媒材料のオペランド解析技術の開発、並びに新規触媒材料の開発を推進しています。
代表的著書,論文等   【2017年】
1. M. Okazaki, M Eguchi, T. Uchiyama, D. Lu, H. Kato, Y. Uchimoto, M. Kakihana, K. Maeda, Effects of the SrTiO3 support on visible-light water oxidation with Co3O4 nanoparticles, Dalton Transactions, , 46: 16959-16966.2017
  【2018年】
2. K. Ishimaki, T. Uchiyama, M. Okazaki, DL. Lu, Y. Uchimoto, K. Maeda,
Influence of TiO2 Support on Activity of Co3O4/TiO2 Photocatalysts for Visible-Light Water Oxidation, Bull. Chem. Soc., Jpn., 2018, 91, 3, 486 – 491.
3. K. Maeda, Y. Tokunaga, K. Hibino, K. Fujii, H. Nakaki, T. Uchiyama, M. Eguchi, D. Lu, S. Ida, Y. Uchimoto, M. Yashima, New Precursor Route Using a Compositionally Flexible Layered Oxide and Nanosheets for Improved Nitrogen Doping and Photocatalytic Activity, ACS Appl. Energy Mater., 2018, 1, 1734 – 1741.
4. K. Maeda, D. An, C. Sampath, C. Sampath Kumara Ranasinghe, T. Uchiyama, R. Kuriki, T. Kanazawa, D. Lu, S. Nozawa, A. Yamakata, Y. Uchimoto, O. Ishitani,
Visible-lightCO2reduction over a ruthenium(II)-complex/C3N4 hybrid photocatalyst: the promotional effect of silver species, J. Mater. Chem. A., 2018, 6, 9708 – 9715.
5. T. Oshima, T. Ichibha, K. Qin, K. Muraoka, K.a,b, J.J.M. Vequizo, K. Hibino, R. Kuriki, S. Yamashita, K. Hongo, T. Uchiyama, K. Fujii, Lu, R. Maezono, A. Yamakata, H. Kato, K. Kimoto, M. Yashima, Y. Uchimoto, M. Kakihana, O. Ishitani, H. Kageyama, K. Maeda, Undoped Layered Perovskite Oxynitride Li2LaTa2O6N for Photocatalytic CO2 Reduction with Visible Light, Angewandte Chemie - International Edition, 57(27), 8154-8158, 2018.
6. K. Maeda, D. An, C.S.K. Ranasinghe, T. Uchiyama, R. Kuriki, T. Kanazawa, D. Lu, S. Nozawa, A. Yamakata, Y. Uchimoto, O. Ishitani, Characterization of silver species on graphitic carbon nitride nanosheets as promoters for photocatalytic carbon dioxide reduction under visible light with a mononuclear ruthenium(II) complex,
Journal of Materials Chemistry A, accepted, 2018
7. A. Nakada, T. Uchiyama, N. Kawakami, S. Nishioka, R. Kamata, H. Kumagai, O. Ishitani, Y. Uchimoto, K. Maeda, Highly Stable Solar Water Oxidation by Visible-Light-Driven Ta/N-Codoped Rutile TiO2 Anode for Photoelectrochemical Overall Water Splitting and CO2 Fixation, ChemPhotoChem, accepted, 2018
8. A. Nakada, R. Kuriki, K. Sekizawa, S. Nishioka, Junie Jhon M. Vequizo, T. Uchiyama, N. Kawakami, Daling Lu, A. Yamakata, Y. Uchimoto, O. Ishitani, K. Maeda, Effects of Interfacial Electron Transfer in Metal Complex−Semiconductor Hybrid Photocatalysts on Z-scheme CO2 Reduction under Visible Light, ACS Catal., 2018, 8, 10, 9744 – 9754
9. K. Muraoka, T. Uchiyama, Lu, Daling; Y. Uchimoto, O. Ishitani, K. Maeda, A Visible-Light-Driven Z-scheme CO2 Reduction System Using Ta3N5 and a Ru(II) Binuclear Complex, Bulletin of the Chemical Society of Japan, 2018, accepted
10. Kezheng Chen, K. Yamamoto, Y. Orikasa, T. Uchiyama, Y. Ito, S. Yubuchi, A. Hayashi, M. Tatsumisago, K. Nitta, T. Uruga, Y. Uchimoto, Effect of Introducing Interlayers into Electrode/Electrolyte Interface in All-Solid-State Battery Using Sulfide Electrolyte, Solid State Ionics, 2018, 327, 150 – 156
11. M. Hattori, K. Yamamoto, M. Matsui, K. Nakanishi, T. Mandai, Ashu Choudhary, Y. Tateyama, K. Sodeyama, T. Uchiyama, Y. Orikasa, Y. Tamenori, T. Takeguchi, K. Kanamura, Y. Uchimoto, Role of Coordination Structure of Magnesium Ions on Charge and Discharge Behavior of Magnesium Alloy Electrode, The Journal of Physical Chemistry C, 2018, 122, 44, 25204 – 25210
12. K. Katagiri, Y. Hayashi, R. Yoshiyuki, K. Inumaru, T. Uchiyama, N. Nagata, Y. Uchimoto, A. Miyoshi, K. Maeda, Mechanistic Insight on the Formation of GaN:ZnO Solid Solution from Zn-Ga Layered Double Hydroxide Using Urea as the Nitriding Agent, Inorganic Chemistry, 2018, 57, 21, 13953 – 13962
 【2019年】
13. K. Chen, S. Shinjo, A.Sakuda, K. Yamamoto, T. Uchiyama, K.Kuratani, T. Takeuchi, Y. Orikasa, A. Hayashi, M. Tatsumisago, Y. Kimura, T. Nakamura, K. Amezawa, Y. Uchimoto, Morphological Effect on Reaction Distribution Influenced by Binder Materials in Composite Electrodes for Sheet-type All-Solid-State Lithium-Ion Batteries with Sulfide-based Solid Electrolyte, The Journal of Physical Chemistry C, 2019, 123, 6, 3292 – 3298
14. A. Nakada, T. Uchiyama, N. Kawakami, S. Nishioka, R. Kamata, H. Kumagai, O. Ishitani, Y. Uchimoto, K. Maeda, Solar Water Oxidation by a Visible‐Light‐Responsive Tantalum/Nitrogen‐Codoped Rutile Titania Anode for Photoelectrochemical Water Splitting and Carbon Dioxide Fixation, ChemPhotoChem, 2019, 3, 37 – 45
15. H. Tsukasaki, T. Uchiyama, K. Yamamoto, S. Mori, Y. Uchimoto, A. Hayashi, M. Tatsumisago, Exothermal mechanisms in the charged LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 electrode layers for sulfide-based all-solid-state lithium batteries, Journal of Power Sources, 2019, in press,
16. K. Muraoka, Junie Jhon M. Vequizo, R. Kuriki, A. Yamakata, T. Uchiyama, Daling Lu, Y. Uchimoto, O. Ishitani, K. Maeda, Oxygen‐Doped Ta3N5 Nanoparticles for Enhanced Z‐Scheme CO2 Reduction with a Binuclear Ru(II) Complex under Visible Light, ChemPhotoChem, 2019, in press,
所属学会,その他の研究活動等 触媒学会
電気化学会
日本放射光学会
日本セラミックス協会
日本XAFS研究会
International X-ray Absorption Society
担当授業
  • 学部
  • 大学院修士課程
  • 大学院博士課程
  • 全学共通科目
経歴等 2008年 3月 岡山県立倉敷南高等学校 卒業
2011年 3月 九州大学工学部エネルギー科学科 中退
2013年 3月 九州大学大学院総合理工学府物質理工学専攻 修士課程修了
2016年 3月 九州大学大学院総合理工学府物質理工学専攻 博士課程修了

学位 博士(工学)2016年 3月

職歴
2016年 4月 - 2017年 3月 公益財団法人高輝度光科学研究センター 産業利用推進室 博士研究員
2017年 4月 - 2018年 3月 京都大学大学院 人間・環境学学研究科 特定研究員
2018年 4月 - 現在   京都大学大学院 人間・環境学学研究科 特定助教

内山 智貴 (うちやま ともき)特定助教へメールで連絡する

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