SAMURAI - NIMS Researchers Database

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研究内容

Keywords

ラジカルイノべーションを目指す燃料電池材料研究、環境技術・環境材料、 バルク・表面/界面欠陥構造設計

 燃料電池は、水素と酸素から電気を生みだすクリーンで効率の高い発電デバイスです。そのデバイスを構成する固体電解質材料や電極材料の界面の働きを最大限に高めることが重要であるといわれています。そこで、持続可能社会形成のために、燃料電池内固体電解質/電極界面の欠陥構造を、材料のことを深く理解して最適化していくことで、これまでにない、高い性能と高い安定性をあわせもつ燃料電池の開発を達成することが強く望まれています。
 そこで、私たちは、これまでつちかってきました合成手法、材料キャラクタリゼーション手法、及び理論的解析手法を融合させることで、燃料電池分野におけるラジカル・イノベーションを可能にする燃料電池材料及びそのデバイス化研究を推進しています。
 研究の具体例としまして、固体酸化物形燃料電池では、モデル材料としてのドープドセリア系化合物や、実用材料であります安定化ジルコニア系材料と、電極材料の間に形成される3相界面の機能を最大限まで引き上げるために、作成したデバイス内界面のナノ構造を、分析電子顕微鏡などを使い、詳細に解析し、そのデータを合理的に解釈するための欠陥構造シミュレーションを行うことで、最適な界面構造のあるべきすがたを明確にし、それらの結果が示す界面を、私たちの研究の専門領域でもあります、ものづくりの技術を駆使してつくりあげる取り組みを行っています。
 また、固体高分子形燃料電池においても、白金電極の機能を引き上げる取り組みを、欠陥酸化物プロモーターを用いて行っています。ここでも、作成した燃料電池デバイス内界面のナノ構造を、光電子分光法や分析電子顕微鏡などを使い詳細に解析し、そのデータを合理的に解釈するための表面における欠陥構造シミュレーションを行うことで、最適な界面構造のあるべきすがたを明確にし、それらの結果が示す界面を、私たちの研究の専門領域でもあります、ものづくりの技術を駆使してつくりあげる取り組みを行っています。
 以上のような取り組みを通して、極めて近い将来、こうした燃料電池材料のナノ構造設計手法が、燃料電池分野におけるラジカル・イノベーションを達成するものと私たちは強く期待しています。

 森の研究業績については、 このSAMURAIに付随する「外部での文献参照」機能にあります  Google Scholar, ResearcherID, ORCID (ID), SCOPUS (ORCIDのなかにSCOPUS IDへのLINKがあります)などにおいても公表しています。  関心をもっていただける外部発表案件があれば、その件に関しましても  お気兼ねなくお問合せください。

(その他参考情報) 1.つくば地区では、筑波大(リーダー:中村潤児教授)、NIMS(森、有賀、Hill)、AIST、東大(物性研)、KEKをコアメンバーとした燃料電池用非白金炭素電極触媒研究を推進しています。(TIA-プロジェクト: https://www.tia-nano.jp/ )
2.NIMS(森), 量子科学技術研究開発機構(QST), RIKEN, 原子力研究機構の4研究機関は、量子ビーム技術を有効活用した燃料電池材料開発におけるラジカル・イノベーションを目指した4研究機関共同研究を実施中です。
3.NIMS(森)の燃料電池研究は、現在は、上記の研究の枠組みのほかにも、国立大学や国立高専機構との協働連携研究をもとに、次代を担う若手の研究者の育成を行うことにも力をそそぎながら、ラジカル・イノベーションを目指した燃料電池材料研究開発を推進しています。

researchPicture

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

研究論文
書籍
会議録
口頭発表
特許

所属学会

日本マテリアルリサーチソサエティー、 日本セラミックス協会、 日本化学会、固体イオニクス、

受賞履歴

  • Australia Academy of Science Award (August) (受賞者: 森 利之) (1999)
  • IUMRS (ICMAT2007)最優秀ポスター発表表彰 (7月6日)受賞発表:“Study of Rh doped SnO2 nano-catalyst for low temperature CO oxidation” 受賞者:Petr Hanys, 森 利之, 高橋 基,Vladimir Nehasil, and Vladimir Matolin (2007)
  • IUMRS (第7回エコマテリアル国際会議)最優秀ポスター発表表彰 (7月6日) 受賞発表:“Oxide supported Pd catalyst for low temperature catalytic CO oxidation” 受賞者:Libor Sedlacek, 森 利之, 高橋 基, Iva Matolinova, and Vladimir Matolin (2005)
  • 注目発明表彰(文部科学省)(水質浄化触媒及びその製造方法, 4月) (受賞者: 森 利之, 藤本憲二郎, 渡辺 遵) (2001)
  • 第12回 固体イオニクス学会 アジア会議最優秀ポスター発表表彰 (5月6日) 受賞発表:“Dislocation associated incubational domain formation in lightly gadolinium-doped ceria” 受賞者:Zhipeng Li, 森 利之, Fei Ye, DingRong Ou, Jin Zou, John Drennan (2010)
  • SSI(第16回固体イオニクス学会国際会議)最優秀ポスター発表表彰 (7月6日) 受賞発表:“Intreganular segregation of dopant cations and ordering of oxygen vacancies in gadolinium doped ceria”受賞者:Fei Ye, 森 利之, Ding Rong Ou, Jin Zou, and John Drennan (2007)

外部資金獲得履歴

  • 日本学術振興会 研究助成事業 日英二国間国際ワークショップ開催 助成経費:200万円 開催国際ワークショップ名:“International Workshop on Nano-science for Energy and Environmental Application between UK and Japan” (代表) (2003)
  • 池谷財団 調査研究助成 研究経費:50万円「調査研究課題名:先端機能材料開発研究動向調査」(代表) (2003)
  • 日本学術振興会 二国間交流事業 平成15年度採用オーストラリアとの共同研究(ARC) 研究経費:540万円 研究課題名:燃料電池用酸化物固体電解質内のナノ構造解析 (代表)2年間 (2003)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究経費:370万円  研究課題名:酸化物固体電解質ナノ粉末の合成及びイオン伝導特性と焼結体微細構造の相関性評価 (代表)4年間 (2003)
  • 日本学術振興会 (特別研究員奨励 費)(外国人特別研究員(短期) Richard Buchannan博士研究員日本側受け入れ者 に対する研究奨励費):110万円 (受け入れ責任者) (2004)
  • 日本学術振興会 (特別研究員奨励 費)(外国人特別研究員(一般) Fei Ye博士 研究員日本側受け入れ者に対する研究奨 励費):220万円 (受け入れ責任者)2年間 (2004)
  • 日本学術振興会 二国間交流事業 平成17年度採用オーストラリアとの共同研究(ARC) 研究経費:450万円 研究課題名:マイクロ燃料電池用ナノ固体電解質、ナノ電極材料及びナノ触媒合成とそのナノ構造解析 (代表者)2年間 (2005)
  • 日本学術振興会(特別研究員奨励費) (外国人特別研究員(一般) Richard Buchannan博士研究員日本側受け入れ者 に対する研究奨励費):220万円 2年間 (2005)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金  基盤研究(B) 研究経費:1570万円  研究課題名:低温稼働SOFC用ナノ構造化薄膜セリア系固体電解質の作成と評価 代表 3年間 (2007)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 特定領域研究 ‘ナノイオニクス(439)’第2期 研究経費:1400万円, 研究課題名:ナノイオニクスバルク体の創製に関する研究 (領域代表:山口 周) 計画研究班代表 2年間 (2007)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 特定領域研究 ‘ナノイオニクス(439)’第1期 研究経費:2200万円 研究課題名:ナノイオニクスバルク体の創製に関する研究 (領域代表:山口 周) 計画研究班代表者 4年間 (2004)
  • 日本学術振興会 二国間交流事業 平成19年度採用オーストラリアとの共同研究(ARC) 研究経費:410万円 研究課題名:ナノ組織・構造制御による次世代燃料電池デバイスの設計・性能評価 (代表者)2年間 (2007)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金  萌芽研究 研究経費:340万円  研究課題名:ダイレクトメタノール形燃 料電池用ナノヘテロ界面制御Pt-CeO2 電 極の合成と評価 (代表者)2年間 (2007)
  • 日本学術振興会(特別研究員奨励費) (外国人特別研究員(一般) Ding Rong Ou 博士研究員日本側受け入れ者に対する 研究奨励費):220万円 2年間 (2007)
  • JST アジア科学技術協力の戦略的推進事業委託研究 委託研究経費:合計 9,000万円 研究課題名:燃料電池用新規ナノ構造化触媒材料の開発、(3年間) 研究代表者:Dr. Ajayan VINU、分担者として参加 (2008)
  • 日本学術振興会 研究助成事業 「最先端研究開発戦略的強化費補助金 頭脳循環を活性化する若手研究者海外派遣プログラム」 研究経費:600万円(平成22年度から平成23年度 若手研究員(金 済徳)在外研究派遣旅費をのぞく研究費、 研究代表者:魚崎浩平) 課題名:中温型燃料電池用新規無加湿電解質に関する研究 分担者 (2010)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究経費:500万円(平成28年度), 700万円(平成29年度), (平成30年度未定)  研究課題名:超微少量白金元素とナノ組織制御技術を活用した革新的高性能グリーン発電デバイス設計 (代表者)3年間 (2016)
  • 文部科学省 科学技術国際協力の総合的推進「専門家の招へい」経費:56万7千円、招聘者:John Drennan教授, University of Queensland(オーストラリア)、招聘研究課題名:固体電解質中のナノ構造精密構造解析 (受け入れ責任者) (2003)
  • 日本学術振興会 二国間交流事業 平成21年度採用オーストラリアとの共同研究(ARC) 研究経費:495万円 研究課題名:量子ビーム活用薄膜固体酸化物燃料電池デバイスの開発 (代表者) 2年間 (2009)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究経費:720万円 研究課題名:二酸化炭素排出削減に資するナノヘテロ組織構造制御による家庭用燃料電池デバイスの設計 (代表者)3年間 (2011)
  • 文部科学省 科学技術国際協力の総合的推進「専門家の招へい」経費:82万6千円、招聘者:Alastair N. Cormack教授 Alfred University (米国)、招聘研究課題名:固体電解質中のナノ構造とイオン伝導特性に関する理論的解析 (受け入れ責任者) (2003)
  • 日本学術振興会 科学研究費助成事業 (特別研究員奨励費) (外国人特別研究員(一般) Andrii Rednyk博士研究員日本側受け入れ者に対する研究奨励費) :60万円(2016年度)、110万円(2017年度)、50万円(見込み、2018年度) (2016)
  • 日本学術振興会 科学研究費助成事業 (特別研究員奨励費) (外国人特別研究員(一般) Bretislav Smid博士研究員日本側受け入れ者に対する研究奨励費):220万円  (2013)
  • 委託研究事業 (文部科学省) 「ナノテクノロジーを活用した環境技術開発プログラム、課題名:界面現象の理解と制御による環境エネルギー技術革新材料拠点 (略称:ナノ材料科学環境拠点, 代表者:潮田資勝物質・材料研究機構長(2012年度まで)、2013年度からは魚崎浩平拠点長」 研究経費:合計:3620万円(2009年度から2012年度)、合計:2400万円(2013年度から2018年度現在) 分担者 (2009)
  • 日本学術振興会 二国間交流事業 平成24年度採用オーストラリアとの共同研究(ARC)  研究経費:247.5万円(2012年度)、 210万円(2013年度) 研究課題名:分散型電源用酸化物形燃料電池―固体酸化物形電解セルツインデバイス内微細構造解析 (代表者) 2年間 (2012)
  • 日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究(B) 研究経費:1170万円 研究課題名:原子力発電依存低下に資するナノヘテロ組織構造制御による発電・畜電デバイスの設計 (代表者) 2年間 (2013)
  • 日本学術振興会 (特別研究員奨励費)(外国人特別研究員(一般) William A. McPhee博士 研究員日本側受け入れ者に対する研究奨励費):110万円(受け入れ責任者)1年間 (2003)
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第二期開発予定

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