酸化鉄ナノ粒子は、医療・バイオ分野や環境・エネルギー分野など幅広い用途で利用される重要な機能性材料です。しかし一般的な合成方法では、鉄を含む薬品（鉄塩）や沈殿剤などが不可欠であり、後処理の工程も必要でした。東北大学大学院工学研究科の林大和准教授、滝澤博胤教授、吉川円香大学院生らの研究グループは、鉄粉と水だけを出発原料として、スピネル型酸化鉄ナノ粒子を直接合成する新しい超音波プロセスを開発しました。本研究は、超音波水中に生じる微小な気泡の作用を利用して、通常はゆっくり進む鉄と水の反応を促進するものです。従来の「薬品を用いた溶液からの沈殿」とは異...

リチウムイオン電池の電極は、活物質、導電助剤、バインダーなど複数の材料から構成される「複合電極」です。そのため、実際の電極内部では材料の種類や分布、界面状態が場所ごとに異なり、電気化学反応も必ずしも均一には進みません。しかし、一般的な電気化学測定では電極間を移動するリチウムイオンに起因する電流の評価を測定するため、このような場所ごとの反応の違いは平均化され、見えにくくなります。千葉工業大学の熊谷明哉 教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）特任教授（客員）兼任）らの研究グループは、ナノ電気化学セル顕微鏡（SECCM：Scanning electrochemical ce...

■従来の課題：電気化学的リチウム回収を阻む「電極の壁」リチウムは電気自動車や蓄電装置に不可欠な資源で、需要が急速に拡大しています。しかし、リチウム回収法として現在主流の「塩湖蒸発法」は大量の水を消費し、環境負荷が深刻な課題となっています。そこでいま注目されているのが「直接リチウム抽出法（DLE）」、特に、リチウムイオン電池の正極材料を応用した「電気化学的リチウム回収法」です。材料の結晶構造内にリチウムのみを選択的に取り込む高い選択性と速度という利点がある一方、反応は電極の表面で生じるため、実用規模の処理には膨大な電極面積とそこへの電源供給を必要とするといった制約に直面します。そのた...

熊谷明哉 教授、立崎瑛太、石毛亮之介（千葉工業大学）、井田大貴 講師、高橋康史 教授（名古屋大学）、白木将 教授（日本工業大学）、珠玖仁 教授（東北大学）らの研究グループは、ラマン分光法とナノ電気化学セル顕微鏡（SECCM）を統合した 新規オペランド計測手法を開発しました。リチウムイオン電池や電極触媒などの電気化学エネルギーデバイスでは、固液界面での反応が性能・耐久性を左右する重要な要素であり、界面で進行する電気化学プロセスをナノスケールで理解することが求められています。これまでは、ラマン分光法などの計測技術を用いて、局所的な電気化学反応と、それに伴う構造変化を反応動作下（オ...

低消費電力・高性能ガスセンサーの実現には、室温で揮発性有機化合物（VOC）を高感度・高選択的に検出する新材料の開発が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の殷澍教授（同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）連携教授 兼務）、北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）サスティナブルイノベーション研究領域の本郷研太准教授、大阪大学産業科学研究所の関野徹教授、北京科技大学 材料科学と工程学院の曹文斌教授、台北科技大学材料資源工程系の邱德威教授らを中心とする国際共同研究グループは、一次元V2O5ナノファイバーを原材料として、水熱還元法により、配向し...