研究設備Laboratory
施設のご案内
我々の研究室ではイオン伝導性酸化物の合成（固相反応法、液相合成）を行い、材料物性（電気伝導度、ガス濃淡電池の起電力、燃料電池の発電特性、熱重量変化）を評価しています。主には酸化物中の水素イオンの濃度や輸送に関する研究を左の写真の施設にて行っております。
研究機器について
熱重量分析装置 TG-DSC (NETZSCH Jupiter)
乾燥雰囲気から湿潤雰囲気に変化させた際の酸化物の重量変化を測定することでプロトン濃度を評価しています。他にも化学的安定性や不定比量を評価することもできます。温度は常温から1600℃までの条件で測定可能です。
電気伝導度測定装置
本装置にて常温から900℃の中低温領域の試料のインピーダンスを測定しています。H2O-H2、H2O-O2雰囲気での測定が可能で、電気伝導度の分圧依存性の評価もできます。また、H2O/D2O置換におけるインピーダンスの緩和時間を測定することでプロトン伝導体の水素拡散係数を測定しています。・LCRメーター 3台 (HIOKI IM3536、NF ZM2372))
・インピーダンスアナライザー 2台(BioLogic VSP-300 2チャンネル、VersaSTAT4))
起電力及び燃料電池評価装置
本装置にてガス濃淡電池の起電力測定及び燃料電池の評価を行っています。ガス濃淡電池の起電力特性からプロトン伝導体のプロトン輸率を明らかにすることができます。また、電流-電圧特性の評価と共に電流遮断法による電極過電圧の評価も可能です。・デジタルボルトメーター
・デジタルオシロスコープ
・カレントパルスジェレーター
・スタックインピーダンスアナライザー
高温・高圧オートクレープ型インピーダンス評価装置
600℃までの高温・高圧下にてインピーダンスを測定する装置です。
デスクトップX線回折装置（Rigaku MiniFlex600)
本装置にて作製した試料の結晶相の確認、構造解析を行っています。結晶相同定やリートベルト解析が可能です。
ガスクロマトグラフ(SHIMADZU GC-2014)
本装置により水素ガス濃度を検出し、プロトン導電体の水素の透過量や生成量を評価します。
高温電気炉（1000℃-1800℃）
雰囲気制御高温炉(1000℃-1800℃）
酸化物等の緻密な試料を焼結するために試料しています。大気中で焼成するボックス炉と雰囲気制御下で焼成・熱処理を行う管状炉の２種類の高温炉を利用して研究を行っています。
加圧熱処理炉(1200℃)
1200℃、0.99MPaの加圧下で熱処理する電気炉です。
UV-Vis 分光光度計(JASCO V-750ST)
積分球を付属し、固体酸化物試料の紫外可視光吸収スペクトルを測定しています。
赤外線分光光度計(JASCO)FT/IR-4700ST
拡散反射オプションを付属し、固体酸化物試料のOH伸縮振動に起因するIR拡散反射スペクトルを測定しています。N2パージにより大気中のCO2やH2Oの影響を軽減した測定が可能です。
比表面積・細孔分布測定装置(トライスターII3020)
ガス吸着法による粉末試料の比表面積、細孔分布を測定する装置です。
電子スピン共鳴測定装置 ESR(MS-400)
卓上電子スピン共鳴測定装置です。本研究室では固体内のMnなどの価数同定を行っています。
卓上電子顕微鏡（日本電子JCM-6000）
試料表面観察を行うための電子顕微鏡です。本装置にてセラミックスの結晶粒界や燃料電池薄膜セルの電極多孔度や電解質膜厚などを確認しています。
電解排出型水素分析装置
プロトン伝導体を用いた電量滴定法による水素分析装置です。プロトン伝導体から水素が電解排出される際に流れるプロトン電流を測定することで試料中の水素濃度やプロトン電流を直接的に測定します。
機械学習用PC
材料特性について機械学習を用いて予測を行っています。
表面粗さ形状測定機（東京精密SURFCOM TOUCH 550)
燃料電池の膜厚および表面粗さを計測しています。
2インチ３源スパッタ装置(PGS-220LSX ケニックス株式会社)
本装置にてプロトン伝導体の薄膜を作製しています。
プロトン伝導型水素警報装置（TYK NOTORP-GII)
水素センサ共同研究を実施している（株）TYKが実用化した水素警報装置です。1%, 0.1%の水素のみに反応するハザードセンサです。
3Dプリンター（XYZ PRINTING ダビンチsuper）
オリジナルな実験を実施するために３Dプリンターで装置の治具などを作製します。
その他の保有設備
・熱重量分析（PerkinElmer TGA4000）
・遊星型ボールミル
・露点計
・スクリーン印刷機
・卓上コーターTC-3（三井電気精機）
・スピンコーター
・DCスパッタ装置(サンユー電子)
・カーボンコーター（サンユー電子）
・卓上旋盤
・小型万能切断機（マルトー）
・マイクロカッター（マルトー）
・研磨機ドクターラップ（マルトー）
・小型旋盤
・スポット溶接機
・卓上フライス盤(HOZAN)
・静水圧プレス機
・ニュートンプレス機
・小型電気炉２台（100℃-1250℃）
・排気焼成炉3台 (100-1100℃)
・グローブボックス Galaxy
など
Ionic materials design laboratory宮崎大学 イオニクス材料設計研究室
〒889-2192
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工学部A棟310
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