卒 業 研 究 |
| 環境エネルギー工学科 | 量子ビーム材料工学研究室 |
| 【 指導教職員 】 | 鳥山保, 江場宏美 |
| 【 研究概要 】 当研究室は、高エネルギーのイオンのビーム(流れ)やγ線を材料の分析・創製に用いた研究を行う量子ビーム材料工学研(鳥山)と、放射光Ｘ線を材料分析に利用する研究および、エネルギー問題対策としての化学反応プロセスの研究を行うエネルギーナノ材料III研(江場)から構成される。 《量子ビーム材料工学研》 (1)イオンのビームを材料表面に照射・注入することによってその中の原子配列や組成を改質させたり、ナノ金属微粒子を生成させて、特殊な機能を持つ材料を創製する。(2)ラザフォード後方散乱法（RBS)や粒子線誘起X線分光法 （PIXE）などにより、非破壊で構造や成分の分布など微視的な分析を行う。実際にはエネルギー変換等に役立つ新機能材料を開発したり、性能劣化原因を追求する研究を行っている。(1)、(2)ともイオンを利用する研究では加速器施設を使用する。(2)については、X線回折法や電子顕微鏡による観察などの一般的な分析法に加えて、メスバウアー分光法を最も重点的に利用している。 《エネルギーナノ材料III研》 クリーンエネルギー水素の製造や、二酸化炭素など環境汚染物質の有効活用を行うための、新しい反応プロセスについて研究している。これらのプロセスを促進する触媒や無機材料の研究も進めており、光触媒の開発・改良にも取り組んでいる。作製した材料の構造や特性の評価には先進的Ｘ線分析を用いている。 |
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| 【 卒業研究課題 】 《量子ビーム材料工学研》 ・WDX-PIXE法、PIGE法 及びRBS法による固体高分子形燃料電池の性能劣化に触媒 電極中のPt、S、Fについての定量分析と硫黄(S)被毒した膜接合体触媒電極中のＳのＸ線ケミカルシフトの測定 ・固体高分子形燃料電池カソード電極用PtFe合金微粒子触媒の作製とその性能・評価 ・195Pt、13C、19F NMRによる電極触媒中のPt、C、Fの性能劣化に伴う状態変化の測定 ・重イオンビーム照射によるグラニュラー膜中の鉄ナノ微粒子の変形に関する研究 ・磁場印加Ｘ線メスバウアー分光システムの開発 《エネルギーナノ材料III研》 ・水素の製造や二酸化炭素の固定化を行うための化学反応プロセスの研究 ・上記プロセスを促進する光触媒など新物質の探索や構造制御と、Ｘ線分析による評価 |
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| 【 研究室の特色 】 両研究室はエネルギー量子工学専攻・材料分析工学に属し、修士課程の学生とともに、化学反応過程の観察や、無機材料の合成を行い、その結果得られる生成物の構造や状態・性質の評価・観察を、複数の分析手法を活用して進めている。学内の機器分析室にある種々の分析装置や、総合研究所（エネルギー環境科学研究センター）にあるXRD、NMR装置だけでなく、東京工業大学、都立産業技術研究所、物質・材料研究機構などに出入りして装置を利用し、また高輝度Ｘ線源であるシンクロトロン放射光施設（つくばの高エネルギー研や、兵庫県のSPring-8）を活用して実験と解析を行っている。各々の実験により得られたデータをコンピュータで解析し、結果について指導教員と議論を繰り返す。どの研究課題も、物質の原子レベルの構造や、機能が発現するしくみを詳細に追及し、物質界の基本原理に迫る面白さを味わうことができる。 物理系研究室合同で１年間に４回行なう中間発表を通じて、研究を少しずつまとめながら卒業論文を仕上げる。セミナーは週２回。夏には山中湖の湖畔まで出かけて中間発表を行っている。 |
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