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NIMS一般公開2024

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外部併任先

  • 英国王立化学会 国際学術誌<Nanoscale>&<Nanoscale Advances> Associate Editor

研究内容

Keywords

層状物質、ナノシート、遷移金属

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。

書籍
その他の文献

所属学会

日本化学会, Royal Society of Chemistry

ナノアーキテクトニクス材料研究センター
タイトル

新規ナノマテリアルの創製及びエネルギー材料の開発

キーワード

ナノシート,ヘテロ複合,遷移金属,触媒,イオン伝導

概要

独自のソフト化学的合成プロセスにより、金属イオンの酸化状態や配位数の高度制御を図り、これまで機能性物質として取り上げられることが殆どなかった新規ナノマテリアルを創製する。水酸化物系ナノシートを中心に、異種ナノ物質をヘテロ複合化することにより、高い触媒特性やイオン伝導性など多彩な新機能を発現し、革新的エネルギー材料を開発する。

新規性・独創性

3d遷移金属(Fe/Co/Ni等)のみで構成される高結晶性層状水酸化物合成
単層剥離によるナノシート化に成功
世界最高の水酸化物イオン伝導性を示すナノシート発見
これまでで最高レベルの酸素発生反応触媒活性達成
ナノシートを用いた膜電極集合体構築

内容

image

独創的なアイデアに基づき、1次元ナノチューブや2次元ナノシートに代表されるナノマテリアルを創製する。先導的に開拓してきた機能性ナノシートの合成、変換、積層・集積化技術を基盤に、メンブレン膜や人工超格子構造に基づくイオン伝導・分離膜、高性能触媒の開発を進めている。その中で、水酸化物ナノシートが従来のイオン伝導体と比べ10~100倍高い水酸化物イオン伝導性を示すことを発見し、無機アニオン固体電解質としてアルカリ燃料電池や水電解装置等エネルギー変換への応用が期待される。さらに、3d遷移金属を中心としたレドックス活性なナノマテリアルを用い、ナノカーボンなどと集積化させることで高次階層構造の設計・構築を重点的に行い、ナノハイブリッド触媒として酸素還元・発生反応などにおいて高い変換効率を達成した。燃料電池・水電解の膜電極集合体に安価な素材を使用することで、コストを大幅に低減できる高効率なエネルギー貯蔵・変換システムの基盤技術の創出を目指す。

まとめ

高度な合成技術を駆使して、水酸化物系ナノマテリアルの創製を世界に先駆けて開拓している。安価な遷移金属に由来する高いレッドクス特性を活用して、持続可能な社会に向けた革新的なエネルギー材料を開発する。

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