IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/07

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    小俣孝久　Takahisa OMATA
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    金属資源プロセス研究センター　原子空間制御プロセス研究分野
    Center for Mineral Processing and Metallurgy, Atomic Site Control in Inorganic Materials

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    材料設計
    トポタクティックイオン交換
    プロトン伝導体
    太陽電池光吸収層
    Material Design
    Topotactic Ion-Exchange
    Proton Conductor
    Solar Cell Absorber
研究テーマ
Research Subject
イオン交換を利用したエネルギー変換材料の創製
Development of inorganic energy conversion materials using ion-exchange

研究の背景 Background

新たな機能材料の発見は、様々な技術や社会全体に大きな変革を引き起こす可能性を秘めています。現代社会におけるエネルギー問題も、それを解決できる機能材料がどこかに潜んでいるはずです。しかしながら、誰もが手に入れることのできる安定な物質は既に研究しつくされており、今後の材料開発においては、使用環境で実質的に安定な準安定物質とそれを創製するプロセスが重要となってきます。

Discovery of new functional materials has a potential to innovate technologies and social system. The materials that solve the present energy issues are hidden out somewhere. However, the common materials that consist of stable phase have already been much developed. In the future materials development, thermodynamically metastable materials that are practically stable under usage environment and their synthesis processes become more and more important.

研究の目標 Outcome

望む機能を発現する準安定無機化合物の原子的なフレームワークをデザインし、前駆体化合物中の可動イオンの置換や挿入により、新しい機能材料を創製します。具体的には、太陽電池、燃料電池、および、ディスプレイに関連する新材料の提供を目指します。開発した材料を使用した環境調和型デバイスのプロトタイプを開発し、材料の持つポテンシャルを実証します。

We develop new functional materials by exchange or insertion of mobile ions in precursor materials, of which atomic framework is properly designed to exhibit required property. Special attention is paid to provide materials related to fuel cells, photovoltaics and displays. We also develop prototype environmentally-conscious devices using the materials developed in order to demonstrate their functions.

研究図Research Figure

Fig.1. Schematic drawing of β-CuGaO2 semiconductor having a direct and narrow band gap semiconductor and photographs of its powder and film.Fig.2. Schematic drawing of fabrication process of H+-conducting glasses, a photograph of the glass obtained using this process and its fuel cell performance.Fig.3. TEM image of colloidal quantum dots (QDs) and cadmium-free QD-phosphors.

文献 / Publications

J. Am. Chem. Soc. 136, 3378(2014).  J. Mater. Chem. A 2, 3940(2014).  Chem. Mater. 18, 3330(2006).  Chem. Mater. 21, 2607(2009).

研究者HP