Kitada Atsushi

【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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☆「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電池負極応用
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).