基本情報

所属
東京大学 大学院工学系研究科 化学システム工学専攻 准教授
学位
博士（工学）(2012年3月 京都大学)
研究者番号
30636254
ORCID iD
 https://orcid.org/0000-0002-4387-8687
J-GLOBAL ID
201301086487045651
researchmap会員ID
B000227991
外部リンク

【研究概要】
機能材料の探索によるエネルギー・環境問題の解決
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☆イオンの渋滞学とサステイナブル電気化学システムの構築
　[@東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻　山田・北田研究室]

イオンの渋滞（＝電解液濃厚化）による不安定化がもたらす電位シフト機構の解明

電位シフトを活かした電気化学システムの構築

Nature Communications, 15, 1319 (2024).

Next Energy, 100014 (2023).

J. Phys. Chem. C, 127(7), 3432-3436 (2023).

 

☆「室温で安価・安全に」金属を電析できる電解液
　[@京都大学大学院工学研究科材料工学専攻　邑瀬邦明研究室]

金属の電析（電気化学的な還元析出）は、電池・製錬・めっきに応用される材料工学の要素技術である。新しい電解液材料（イオン液体、グライム溶液、濃厚水溶液）からの金属電析について研究を行っている。

・イオン液体を用いる単相合金電析とめっき・電池負極応用

ACS Appl. Mater. Interfaces, 12(38), 43289-43298 (2020).
Electrochimica Acta, 98, 239-243 (2013).
Journal of The Electrochemical Society, 160(9), D417-D421 (2013).

・室温マグネシウム電析または室温アルミニウム電析の研究—次世代二次電池や将来めっき技術の開発
表面技術, 71(1), 10-16 (2020).（小特集：平成３１年度受賞記念〈進歩賞〉）
Journal of The Electrochemical Society, 161(3), D102-D106 (2014).
Electrochemistry, 82(11), 946-948 (2014).
Journal of The Electrochemical Society,162(8), D389-D396 (2015).
Electrochimica Acta, 211, 561-567 (2016).— Featured in Advances in Engineering, February 20, 2017
Journal of The Surface Finishing Society of Japan, 69(7), 310-311 (2018).
Journal of Alloys and Compounds, 816, 152585/1-7 (2020).
Electrochimica Acta, 348, 136289/1-10 (2020).
ACS Appl. Mater. Interfaces, 12(38), 43289-43298 (2020).


・新しいイオン液体の合成と物性
（超酸化物イオン液体）
Journal of The Electrochemical Society, 164(8), H5119-H5123 (2017).
（ヒドロニウム溶媒和イオン液体）
Journal of The Electrochemical Society, 165(3), H121-H127 (2018).
Journal of The Electrochemical Society, 165(9), H496-H499 (2018).
Journal of The Electrochemical Society, 167(4), 046508/1-6 (2020).
Physical Chemistry Chemical Physics, 23(1), 449-456 (2021).
（アンモニウム溶媒和イオン液体）
Journal of The Electrochemical Society, 168(2), 168(2), 026515/1-8 (2021).
（リチウム過剰溶媒和イオン液体）
Journal of The Electrochemical Society, 168(1), 016506/1-6 (2021).


・濃厚水溶液（水和溶融塩）のめっき液への展開
特願2018-004381
ケミカルエンジニヤリング, 63(10), 731-735 (2018).
Journal of The Electrochemical Society, 166(10), D409-D414 (2019).
Electrochimica Acta, 338, 135873/1-8 (2020).
科学と工業, 94(11), pp.338-344 (2020). 
表面技術, 71(12), 723-728 (2020).

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⭐︎ソフト化学的ドーピングによる固体機能材料の探索

・リチウムチタンスピネル（LiTi2O4）を純水中に保持するだけで、非平衡な安定組成Li0.33Ti2O4が得られることを明らかにした。さらに、リチウムの欠損によって通常は移動が困難なチタンが空の八面体サイトに移動できるようになることを明らかにした。[@英国エジンバラ大学　J. Paul Attfield研究室]

Chemical Communications, 51, 11359-11361 (2015). — Selected as Front Cover


・グラファイト構造マグネシウム合金へのソフト化学的ドーピングとその超伝導体特性
平成29年度〜平成30年度, 挑戦的研究(萌芽) No. 17K18986

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学位：博士（工学） 構造類似性をもつ前駆体を用いて得られた遷移金属酸化物の磁性・伝導性
Magnetic and Electrical Properties of Transition Metal Oxides Obtained Using Structurally-Related Precursors

指導教員：陰山 洋 教授（京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻）

 

☆3d遷移金属酸化物の新機能開拓
磁性・伝導性・光物性などの機能を有する3d遷移金属酸化物は、大半が熱平衡相であるが、主要な合成ルートである高温固相プロセスは構造設計の柔軟さに欠ける。いっぽう、中低温でのソフト化学プロセスはナノ粒子や非熱平衡相を得るのに有効だが、結晶性が劣るという弱点がある。
そこで、これらの「いいとこ取り」をした。まず高温固相プロセスによって結晶性の良い前駆体を準備し、次にソフト化学プロセスを施して「結晶性を担保した非熱平衡相」を合成した。

・層状ペロブスカイト酸化物に対する固相イオン交換反応により、二次元磁性体を合理的に、非熱平衡相として合成した。基底状態がスピン一重項やストライプ型反強磁性となる、新奇な量子スピン磁性を明らかにした。
Journal of the Physical Society of Japan 76, 093706/1-4 (2007) (Letters).
Physical Review B 80, 174409/1-5 (2009).
Applied Physics Express 4, 035801/1-3 (2011).
Journal of Solid State Chemistry, 185, 10-17 (2012).
Journal of The Physical Society of Japan, 85, 034005/1-6 (2016).

・数百℃の中低温でも強い還元力を発揮する水素化カルシウムを用いて、二酸化チタン薄膜と二、従来では到達できなかった酸素欠損量（電子ドープ量）の酸化チタン薄膜または多孔体の作製に成功した。
Journal of American Chemical Society, 134(26), 10894-10898 (2012).
RSC Advances, 3, 7205-7208 (2013).

研究キーワード

  7

研究分野

  3

経歴

  4

学歴

  3

委員歴

  14

受賞

  5

論文

  96
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主要なMISC

  80
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書籍等出版物

  3

主要な講演・口頭発表等

  135
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担当経験のある科目(授業)

  6

所属学協会

  6

共同研究・競争的資金等の研究課題

  17

産業財産権

  17

学術貢献活動

  3

メディア報道

  1

その他

  7
  • 2024年12月 - 2024年12月
    複雑系の科学は社会や経済から生体や化学反応、物性物理等の広範なスケールに通ずる古くて新しい問題である。その対象を物質に限定してみても、原子分子スケールから多機能デバイス、果ては地球規模の諸問題に至るまで、その切り口は様々である。このような要素や相互作用が多岐にわたることで発現する物質の複雑性に対し、物質合成・物性計測・理論計算の連綿たる発展と計算機性能の指数関数的向上が相まって、機械学習等を用いた予測とそれに基づく発見、そしてその理解という流れが定着しつつある。 しかし、ローカルに目を向ければ、複雑系ゆえの事情として、対象やアプローチが多岐にわたるため、プレイヤーは所属学協会もバラバラである。裏を返せば、人的交流がより活発になれば相当のシナジーが生まれると期待される。加えて、バイアスに乏しい学生・若手の参画は演者聴衆の双方にとって大いに刺激となる。 本提案では、凝縮系や非線形、巨大分子などの「扱いにくい」対象について、異分野の物質科学者が集い、単発開催・一泊二日で集中的に討論することで、どのようなアプローチにより物質の複雑性を理解しようとしているのかを深く共有し、新たなネットワークを形成する端緒としたい。
  • 2024年11月 - 2024年11月
    イオン液体研究会が発足後20周年を迎え、イオン液体は基礎研究としての対象だけではなく、実用的な応用を見据えた研究も進んでおり、新たなフェーズに入ってきたと考えられます。その一方で、未だサイエンスとしては分かっていないことも多く存在します。イオン液体の特長を活かした研究を展開するためには、「イオン液体とは何か」という原点に立ち返って考えることが重要ではないでしょうか。 研究を始めたばかりの学生の皆さんは、どのような「イオン液体観」を持っていますか？今年の若手の会は、イオン液体の基本的な捉え方について意見を交わすようなグループワークを企画しています。「自分の研究はイオン液体でなければ出来ないのか？」、「他の液体とは何が違うのか？」など、各自の研究でイオン液体を使っている意味を考えるきっかけにしていただければと思います。
  • 2023年11月 - 2023年11月
    【日 時】 2023(令和5)年11月20日（月）14:00 - 17:00 【会 場】 〒950-0078 新潟市中央区万代島6-1 朱鷺メッセ 中会議室(301)アクセス ※対面のみの開催となります。 【主 催】 イオン液体研究会 【共 催】 学術変革領域研究(B)「活イオン液体の科学」 【本年のメイン企画】 学生の皆さんは、学会で発表することはあっても、質問をしたことはありますか？疑問が頭に浮かんでも、「もしかしたら当たり前のことかもしれないから恥ずかしい」と思ったり、本当はよく分かっていないんだけど、「自分には難しすぎるので、まあいいや」と諦めてしまったりすることはないでしょうか。 どんな人も最初は分からない状態からスタートしていますし、様々な研究をしている人が顔を合わせる学会では、自分の世界を広げるチャンスが無限にあります。講演を聴くだけというのは、非常にもったいないと思いませんか？ 今回も、学生の皆さんが主役となる参加型の企画を用意しました。イオン液体とは一体何なのか？では「活イオン液体」とは？納得できるまで「質問状」を叩きつけていただきたいと思います。懇親会も含めて、是非奮ってご参加ください。
  • 2023年9月 - 2023年9月
    演 題 イオン液体インフォマティクスの発展にむけて 日 時 2023年09月13日(水) 13:30 より 2023年09月14日(木) 12:05 まで 場 所 岡崎コンファレンスセンター小会議室 + Online (Zoom) （※初日のポスター発表・意見交換会は中会議室を予定） 主 催 分子科学研究所 概 要 【9月１３日（水）】 【岡崎コンファレンスセンター 小会議室】 ◆座長：北田 敦（東京大） 13:30-13:45 『はじめに』 北田 敦（東京大） 13:45-14:45 『イオン液体・柔粘性結晶の実測データベースの構築と機械学習を用いた物性予測』 畠山 歓（東工大） 14:45-15:00 休憩 ◆座長：阿部 洋（防衛大） 15:00-16:00 『第一原理計算と機械学習を用いた無機材料における原子間相互作用のモデリングとその応用』 世古 敦人（京都大） 16:00-17:00 『データ駆動型材料研究の諸問題：統計的機械学習による予測・発見・理解』 吉田 亮（統計数理研） 17:00-17:30 全体討議 18:00-20:00 現地ポスター＆意見交換会【岡崎コンファレンスセンター 中会議室】 ________________________________ 【9月１４日（木）】 【岡崎コンファレンスセンター 小会議室】 ◆座長：本林 健太（名工大） 09:00-10:00 『凝縮系の電子状態計算を用いたイオン液体の分子モデリングと大規模系への応用展開』 石井 良樹（北里大） 10:00-10:15 休憩 ◆座長：竹中 規雄（東大） 10:15-11:15 『濃厚電解液中のLiイオン伝導機構』 篠田 渉（岡山大） 11:15-12:00 全体討議 12:00-12:05 閉会の挨拶 解良 聡（分子研）
  • 2022年11月 - 2022年11月
    【日 時】 令和4年11月23日（水）13:00 - 17:40 【会 場】 東京農工大学小金井キャンパス １１号館５F L1153教室 【主 催】 イオン液体研究会 【共 催】 柔粘性結晶研究会 【内容】イオン液体と柔粘性結晶は親戚のような関係です。イオン液体を合成しようとすると柔粘性結晶ができた、あるいはその逆なんてこともあります。今回は柔粘性結晶研究会の立ち上げを記念して、若手の会とのコラボ企画を実施します。まず、柔粘性結晶について２件のご講演があります。次に、グループワークではお互いのイオン液体研究内容を共有し、「あなたにとってイオン液体とは？」という大きなテーマについて意見交換してもらえればと思います。ご自身の研究を「離見の見」で考えることで新たな景色が広がることを願っています。 13:00～ 開式の辞（上智大学 藤田正博） 13:10～ 横浜市立大学 本多尚先生のご講演（講演40分、質疑20分程度） 「固体NMRを用いた柔粘性イオン結晶の研究」 14:10～ 休憩 14:20～ 神戸大学 持田智行先生のご講演（講演40分、質疑20分程度） 「有機金属で創るイオン液体・柔粘性イオン結晶」 15:20～ 休憩 15:30～ 柔粘性結晶研究会 総会 15:40～ 若手の会グループワーク（テーマ：イオン液体の再定義） 17:30 閉式の辞（東京大学 北田 敦）
  • 2020年5月 - 2022年5月
  • 2019年11月 - 2019年11月