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先端材料で水素社会をリードする
― 脱炭素社会へのアプローチ ―

長尾研究室 NAGAO Laboratory
准教授:長尾 祐樹(Nagao Yuki)

E-mail:
[研究分野]
プロトニクス(高分子、無機化学、錯体化学、物理化学)
[キーワード]
水素社会、燃料電池、蓄電池、エネルギー関連材料

研究を始めるのに必要な知識・能力

多様なバックグラウンドを歓迎します。今までに修めた学問を大事にしながら、新しいことに取り組む意欲を持ち続ける力が求められます。

この研究で身につく能力

週2回のゼミ(英語で行います、具体的には研究相談と文献紹介)を通して、指導教員や先輩の助けを借りながら、自ら調べ、考える力を身に着けていきます。英語の会話スキルの向上が期待できます。実践の場として、高分子化学、表面化学、電気化学、錯体化学等に関連した研究を行うことで次のスキルが身に付きます。1.問題発見と解決方法。2.材料合成や各種分析方法の習得。3.論理的思考に基づいたデータの解釈方法と性格やセンスに帰着させない基本的なプレゼンテーション技術。

【就職先企業・職種】 電力関連、材料メーカー、精密機器関連、OA 機器・印刷情報関連など(企業名はwebに記載)

研究内容

 資源の少ない日本が持続的な発展をするためには、多様なエネルギー資源を確保することが喫緊の課題です。ありふれた水から水素や酸素を作り出し、二酸化炭素を資源と見立てて炭素材料を作り出すことは人類の夢です。世界で急速に進む脱炭素社会には水素社会が必要です。我々は水素社会を支える燃料電池や蓄電池、センサーなどに応用可能な界面を用いたイオン伝導性高分子材料、無機材料、有機無機ハイブリッド材料の研究を行っています。我々と共に水素社会に貢献しましょう。

 研究テーマ例

  1. 高分子配向、組織構造化による電池材料の高性能化
    我々は電池、特に固体高分子形燃料電池の反応界面における、イオン輸送と構造の相関の研究で世界トップレベルの成果を出し続けています。最近は白金触媒が不要なアニオン型燃料電池の材料研究を進めています。
  2. 非炭素系液体燃料や非白金系触媒を用いた燃料電池触媒の開発
    燃料電池の課題の1つに、水素の生産、運搬、供給方法等が知られています。我々は既存のガソリンスタンドを利用可能な液体燃料や非白金触媒の研究を進めています。
  3. 充電可能な水素電池の開発
    近年、水素イオン(プロトン)を蓄電池に利用する研究が再び注目され始めています。我々は、錯体化学をベースとしたイオン交換反応やプロトンのインターカレーション材料の研究を始めました。
  4. 燃料電池のアルカリ耐性セパレータの研究
    学生の中には、指導教員を説得して研究テーマを持ち込む学生がいます。

主な研究業績

  1. Y. Nagao, Progress on highly proton-conductive polymer thin films with organized structure and molecularly oriented structure (Review, Selected as Editor's choice), Sci. Tech. Adv. Mater (STAM), 21, 79 - 91 (2020).
  2. Md. M. Hasan, Y. Nagao et al. Electroless deposition of silver dendrite nanostructure onto glassy carbon electrode and its electrocatalytic activity for ascorbic acid oxidation, ACS Appl. Energy Mater., 3, 2907 - 2915 (2020).
  3. U. Salma, D. Zhang, Y. Nagao, Imidazolium functionalized fluorene based hydroxide ion conducting polymer for fuel cell applications, ChemistrySelect, 5, 1255 - 1263 (2020).

使用装置

電気化学装置(LCR, CV, QCM, 燃料電池評価システム)
材料分析装置(IR, UV, NMR, GPC, XRD, TG-DTA)
表面分析装置(AFM, XPS, GISAXS, XRR, 白色干渉)
分子配向分析装置(IR p-MAIRS, 偏光顕微鏡)
自動交互浸漬装置, RF スパッタ装置, インクジェット

研究室の指導方針

受入の際の約束事は1つだけです。理由なき遅刻をしないことです。メリハリのある生活をして欲しいので、土日はできるだけ休み、リフレッシュできるように指導しています。ダラダラと実験をしないように、上手に効率よく実験を計画・実施する能力を身につけられるように指導します。研究室には留学生が多いので、会話は英語、連絡事項も英語です。この雰囲気をうまく活用していただき、英語力を高めましょう。研究テーマは指導教員と相談の上決定されます。

[研究室HP] URL:http://www.jaist.ac.jp/ms/labs/nagao-www/

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