マテ系学部生へ


for-3rd

研究室配属を控える学部3年生へ

研究室を決めるにあたって

研究室は卒論を仕上げるためだけでなく、その後における物事の考え方の基本を学ぶ場です。
また同じ研究室に所属した先輩・後輩や同級生同士の関係など将来にわたっての貴重な人間関係を作っていく場でもあります。
もちろん研究以外にも様々なイベントがあり人生の中できわめて濃密で楽しい時間です。
いずれにしても研究室担当者や先輩たちの醸し出す“雰囲気”はいろんな意味でその後の研究者・技術者としての進路に大きな影響を与えます。どの研究室のどの研究テーマであっても、教科書にはない新しいことに取り組むわけですから、ただ”楽な”だけのテーマなどないと思います。そう言った意味から、自分が現在何に興味があり、何をやってみたいのか、 よく考えて卒論研究室を選択してください。
我々の研究室は、「ナノワールド」という競争の激しい分野にあって世界でもトップレベルの研究を目指しています。また、環境科学研究科の新日鐵住金連携講座に進学した学生の里親研究室としても共同しつつ研究に取り組んでいます。
そのような独自性の高い困難な研究に対して、学部・大学院(特に博士課程)にわたって、関連するチームと協調しつつ熱心に粘り強く取り組んでいただける方を歓迎します。(和田山)



動画:超高真空装置を用いた実験




学生からの研究テーマ紹介

  • D3:千田 祥大

    出身:生粋の仙台市民
    趣味:ゲーム・パズル・クイズ等, テニス


    研究テーマ
    Pt/セラミックス触媒のモデル構造解析と触媒特性評価

    ▼具体的な研究内容 固体高分子形燃料電池(PEFC)カソード触媒について、希少かつ高価でありながら高い酸素還元反応(ORR)活性を示すPtを強酸性・電位変動負荷の過酷な環境下で有効に使うための研究が、様々なアプローチで進められています。Ptは少量でも大きな表面積が得られるようにナノ粒子状にして利用することが多く、それらを電極全体に分散させつつ集電体の役割を兼ねるものを担体と言います。現在、導電性の高さや生産コスト等の点でカーボンブラックが担体に使用されていますが、カーボンは実動作環境で構造劣化しやすく、触媒の耐久性に課題があります。私の研究テーマでは、炭素に変わる構造安定な担体材料として注目されているスズ酸化物やチタン酸化物といったセラミックス材料を担体に使用することで、担持されるPtにどのような影響(触媒活性・耐久性の変化等)があるか、表界面構造と電気化学特性の関係性について調査しています。


    ひとこと:外出するの好きなんだけど、何かと枷の多いご時勢ね……


  • M2:江幡 朋陽

    出身:宮城県
    趣味:釣り、ギター、ドライブ


    研究テーマ
    多元系合金コアシェルモデル触媒の特性評価  

    ▼具体的な研究内容 今日、持続可能な科学技術が社会の要請になっています。環境への影響や資源枯渇の問題を背景に、化石燃料に依存度した現状から脱炭素社会の実現に向けた取り組みが盛んになっています。
    (中略)
    水素を燃料とする固体高分子形燃料電池(PEFC)は発電時には二酸化炭素を排出しないことから、脱炭素を推進する上で利用の拡大が期待されています。現在PEFCでは、酸素還元反応(ORR)が起こるカソードの触媒として大量のPtナノ粒子が使用されています。Ptもまた限りある(かつ高価な)資源であるため、低Ptかつ高活性な触媒の開発が求められています。
    Ptナノ粒子内部を安価な遷移金属Mに置き換えたコアシェル構造は、低Ptでありながら高いORR活性を示すことが報告されていますが、遷移金属Mの溶出による構造劣化に伴う触媒活性の低下が、実用化に向けた課題となっています。
    この研究では、溶出の抑制が予想される多元系合金をコアに用いることによる耐久性向上を中心に触媒特性の向上を目指しています。実験においてはナノ粒子ではなく、Pt単結晶基板上にアークプラズマ蒸着によって多元系合金コア層およびPtシェル層を堆積したモデル試料を用いてORR触媒特性を調査しています。


    好きな時間:犬と遊んでいるとき


  • M2:上川 洸瑠

    出身:千葉県
    趣味:合気道、ゲーム(原神など)、一人旅


    研究テーマ
    気相合成した単結晶薄膜モデル電極触媒の電解アンモニア生成特性

    ▼具体的な研究内容 アンモニア(NH3)は液化しやすく(-33℃または8.5気圧で液化)、また高い体積当り水素密度(121 kgH2/m3)を有する事から、水素社会を実現する上での水素キャリアとして有望な分子です。現在用いられているアンモニア合成法であるハーバー・ボッシュ法は、高温・高圧の大規模プラントを必要とするため、常温・常圧でコンパクトなアンモニア合成を可能にするアンモニア電解合成法が近年注目されています。この方法ではカソードにおいて窒素がアンモニアに還元されます(NRR:Nitrogen Reduction Reaction)が、競合反応として水素発生反応(HER:Hydrogen Evolution Reaction)等が存在し、NH3の生成効率(=流れた電流のうちどれだけがNH3生成に寄与したか)は電解質や触媒材料の種類に依るものの概ね数%未満と極めて低い事が課題となっています。本研究は、超高真空中でよく構造規定された単結晶薄膜のモデル電極触媒を物理構築して各種の表面科学分析・触媒特性評価を行い、NH3生成効率の高い触媒の実用化に向けた指針を提示する事を目的としています。


    ひとこと:絶好調です!


  • M2:小林 拓海

    出身:長野県
    趣味:スキー、筋トレ、プラモデル


    研究テーマ
    メラミン修飾Pt合金系触媒表面の酸素還元反応特性

    ▼具体的な研究内容 固体高分子型燃料電池(PEFC)は発電時の生成物が水だけであることから、環境負荷の小さい発電システムとして注目されています。しかしながら、PEFCの電極触媒には希少かつ高価な白金(Pt)が用いられており、高コスト化の要因となっているため、PEFCの広範な普及には使用されるPt量を極力削減することが必須です。触媒粒子の表面(殻:シェル)にだけPtを残し、触媒作用に直接寄与しない粒子内部(核:コア)を異種元素Mで置き換える技術はPt使用量低減にとどまらず、Ptがコア原子から影響を受けることで触媒性能が向上します。しかし課題として合金元素の溶出による性能の低下が挙げられます。私は、この課題に対して溶出の抑制が期待される多元系合金を用いることと、触媒表面への有機物の修飾といった2点から研究しています。私の研究では、これらの要因についてより詳細な検討を行うため、表面科学を駆使した基礎的側面から触媒構造及び最適な有機物修飾量、触媒特性を調査します。


    ひとこと:


  • M1:加藤 悠悟

    出身:山形県
    趣味:旅行、登山


    研究テーマ
    Pt-Cr-Mn-Fe-Co-Ni合金単結晶薄膜の脱合金化とORR活性  

    ▼具体的な研究内容 固体高分子型燃料電池(PEFC)のカソード電極においては酸素還元反応(ORR)が起こり、触媒としてPtが使用されています。しかし、Ptは希少、かつ高価であり、少ないPt量であってもORR反応が多く起こるような触媒の開発が求められています。先行研究より、モデル触媒において、Ptに加えCr,Mn,Fe,Co,Niを用いて触媒を作製した時、高いORR活性を示すということがわかっています。しかし、これはモデル触媒における結果であり、実触媒への応用には至っていません。そこで本研究では、Pt-Cr-Mn-Fe-Co-Ni合金の脱合金化プロセスとORR活性の関係性を調べることで、Pt-Cr-Mn-Fe-Co-Ni合金の実用化にむけた研究を行っています。


    ひとこと:北海道に行ってみたい


  • M1:三瓶 柾希

    出身:福島県
    趣味:アニメ、ゲーム


    研究テーマ
      

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:どんどんドーナツ


  • M1:楢木 奈桜美

    出身:東京都
    趣味:散歩


    研究テーマ
    TiドープRuO2薄膜電極の酸素発生反応特性  

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:最近これといった趣味がないです


  • B4:梅原 新

    出身:愛知県
    趣味:ラグビー、筋トレ、漫画


    研究テーマ
      

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:マリオカートがうまくなりたい


  • B4:遠藤 魁人

    出身:
    趣味:


    研究テーマ
      

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:


  • B4:岡山 雄飛

    出身:
    趣味:


    研究テーマ
      

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:


  • B4:竹林 佳彦

    出身:岩手県
    趣味:サッカー観戦


    研究テーマ
     Ni-SbドープSnO2電極のオゾン生成特性 

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと:今日だけがんばる


  • B4:舛井 開

    出身:愛媛県
    趣味:ゲーム、アニメ


    研究テーマ
    機械学習を用いたORR高特性の合成条件探索  

    ▼具体的な研究内容


    ひとこと: