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。
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、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)



学生からの研究テーマ紹介

  • M2: 金子　聡真
  • 出身:長野県
  • 趣味：自転車とバイク、バドミントン、料理、ゲーム

  • 研究テーマ
  • ひずみ制御Pt-M(111)表面系の構築と酸素還元反応活性

  • 研究内容
  • 産学官連携のもと、来たる水素社会に向けた取り組みが行われていますが、水素の持つ化学エネルギーを電気エネルギーに変換する燃料電池は、水素社会に欠かすことのできないデバイスであり、 自動車などの移動体のみならず、家庭や産業などにおける分散電源としての利用も期待されています。 燃料電池の普及の鍵を握る研究分野の一つが電極触媒です。固体高分子形燃料電池の場合、高価なプラチナが多量に用いられていますが、当研究室の取り組みの一つとして、 表面科学から触媒化学へのアプローチでプラチナ使用量を低減する方策を検討しています。触媒活性を向上させることでプラチナ使用量を低減できますが、 このテーマでは、活性向上因子の一つとされる“表面ひずみ”を制御した試料表面を作製することにより、活性向上メカニズムを明らかにすることを目指しています。

  • ひとこと：ゲーム好きな人待ってます
kaneko kaneko
  • M2: 笹川　廉
  • 出身:岩手県
  • 趣味：漫画、音楽、ダイエット

  • 研究テーマ
  • グラフェン修飾Pt-Ni(111)合金表面の酸素還元反応活性

  • 研究内容
  • 固体高分子形燃料電池(PEFC)は燃料電池自動車等に実用化され注目されていますが、 発電に必要不可欠な触媒のコストが高いことが依然課題であり、その普及が妨げられています。 PEFCはカソードの酸素還元反応(ORR)が全電池反応の律速段階となっており、 現段階ではPt基合金が触媒として用いられています。このカソード触媒のPt使用量の低減のため、 触媒特性（反応活性、耐久性）の向上を目指した研究が広く行われています。 私は触媒の担体や表面修飾材料として研究されているカーボン系材料に注目し、 高ORR活性を示す触媒として広く知られているPt-Ni合金表面をグラフェンで修飾したモデル触媒の作製、 評価を行い、グラフェン修飾がモデル触媒の触媒特性に与える影響を調査しています。

  • ひとこと：研究室生活を楽しみましょう！
sasakawa sasakawa
  • M2: 程 宏輝
  • 出身:福島県
  • 趣味：スノボ

  • 研究テーマ
  • CO2電気化学還元生成物のその場分析

  • 研究内容
  • 地球温暖化をもたらすCO2の大気中濃度の増加を抑制する方法の一つとして電気エネルギーでCO2を還元させて他の化学物質に変換する手法が考案されています。その際に用いられる電極触媒の種類によって反応の進行の仕方が異なってきます。 そのため、この反応系において電極触媒の種類ごとに反応の諸特性を明らかにすることはこの手法の実用化に向けて有用な知見をもたらすと考えられます。 私の研究は、反応の実態をより明確に探るため、その場分析のできる質量分析計を用いて特に電極触媒ごとの反応生成物測定を行い、各電極触媒性能を比較することを目的としています。

  • ひとこと：装置は友達
tei tei
  • M1: 鶴巻　碩人
  • 出身:宮城県
  • 趣味：車の運転、ゲーム

  • 研究テーマ
  • 電極反応生成物その場分析法の開発

  • 研究内容
  • 電極触媒反応は溶液中に浸漬した電極最表面上で進行する電気化学反応であり、電極触媒や印加電位によって様々な反応が生じます。 電気化学反応では生じた反応に応じた電流が流れ、その電流値から反応活性の評価が可能ですが、電流値からは反応生成物の同定が困難です。 電極触媒反応は電極触媒の表面構造に大きく影響を受けることから、本研究では反応生成物を直接分析する"その場"分析法を新規開発し、反応生成物の印加電位依存性の評価を可能にし、電極触媒の表面構造と反応生成物の関係を明らかにすることを目的としています。

  • ひとこと：心の余裕
tsurumaki tsurumaki
  • M1: 妙智　力也
  • 出身:埼玉県
  • 趣味：カラオケ、プロデュース、TRPG、ルービックキューブ、狩猟

  • 研究テーマ
  • Ptシェル-Ta炭化物コアモデルナノ粒子のドライプロセス合成と電極触媒特性

  • 研究内容
  • CO2排出の少ない次世代のエネルギーとして水素社会が考案されており、中でも燃料電池は水素社会を構築する上で欠かせないデバイスです。 燃料電池には電極触媒として非常に希少で高価な白金が大量に用いられており、使用量の削減は燃料電池の安価な普及のために欠かせません。 本研究では白金使用量を低減する手法として近年研究が盛んな、遷移金属微粒子の表面だけを白金で覆うコア－シェルナノ粒子に注目し、コアにタンタル炭化物を用いて高い触媒活性と耐久性を具備した触媒開発を目的としています。

  • ひとこと：なんか研究室でルービックキューブが流行ってる....
myochi myochi
  • M1:　渡邉 将
  • 出身:佐賀県
  • 趣味:飲み　バスケ その他楽しいこと全般

  • 研究テーマ
  • グラフェン生成したSiC(0001)上Ptの電気化学特性評価

  • 研究内容
  • 固体高分子形燃料電池はクリーンなエネルギー源であり、尚且つ低温動作が可能な点から、燃料電池自動車(FCV)の動力源として搭載されています。 しかし、カソード電極触媒として用いられるPtは非常に高価であることからFCV普及の妨げとなっています。 このことから、近年ではPt基合金をPtで被覆したコアシェル型触媒が広く研究されているが燃料電池の動作環境が強酸溶液中であることより、コア金属の溶出が課題です。 そこで、一般的には半導体材料として注目されているが、酸性環境下での耐食性が高いことからSiCをコアとして用いることができないか検証しています。

  • ひとこと：安心してください、表面・界面の物理学の履修歴は問いませんよ。
watanabe watanabe
  • M1: 川口浩太郎（新日鐵住金連携講座）

  • ひとこと：駅伝の日は自転車で帰ってきます（右図参照）。
kawaguchi
  • B4: 工藤　大輔
  • 出身:栃木県
  • 趣味：楽しいこと

  • 研究テーマ
  • 下地Zr化合物により引張ひずみ制御したPt(111)シェル表面系の酸素還元反応特性

  • 研究内容
  • 現在、燃料電池はクリーンなエネルギーデバイスとして期待されていますが、その中の固体高分子型燃料電池は酸素還元反応(ORR)活性のために多量の白金を使用します。 白金は希少かつ高価なので、燃料電池の広範な普及には白金を削減するためにPtシェルPt-M合金コアを用いる必要があります。 加えて、合金上の白金は高いORR活性を示すことが知られています。 その要素の一つとしてひずみの影響があるといわれていますが、それについて実験的に調査した報告はほとんどないため、Zr反応物を用いて引張ひずみ制御したPt(111)シェル表面系の酸素還元反応特性の調査を目的に研究しています。

  • ひとこと：結局は住めば都
kudo kudo
  • B4: 楠木　啓介
  • 出身:宮城県
  • 趣味：体を動かす、スポーツ観戦、ドラマを見ること

  • 研究テーマ
  • 炭素を堆積したPt75Ni25(111)表面の電極触媒特性

  • 研究内容
  • 燃料電池自動車は水素から電気から取り出すため、省エネに貢献しています。 これに使用されている固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソードでは白金担持カーボン触媒が用いられていますが、 現状では、白金が高価なためコストがかかることや酸素還元反応(ORR)の反応速度が遅く、作動電圧を下げエネルギー効率を下げるという課題があります。 そのため触媒には白金使用量削減、実用化に向け、高活性及び耐久性が求められます。 そこで、カーボン系の材料で修飾したPt-Mナノ粒子触媒が高ORR活性、耐久性を示していますが、カーボン系材料がORR活性や構造安定性について与える影響は未解明な点があります。 私の研究では、Pt基合金表面上にカーボンを堆積させた試料の表面形態とORR特性との関係を検討することです。

  • ひとこと：定時で帰る
kusunoki
kusunoki
  • B4: 長尾　哲郎
  • 出身:青森県
  • 趣味：釣り、麻雀、囲碁、ルービックキューブ

  • 研究テーマ
  • ドライプロセス法によるPtシェル-TaCコアのナノ粒子触媒の合成と電極触媒特性

  • 研究内容
  • Pt-M(=Fe, Niなど)のコアシェル型触媒は高い酸素還元反応(ORR)活性を示し、固体高分子形燃料電池(PEFC)のカソードの電極触媒材料として実用化に向けて広く研究されています。 このコアシェル型触媒には、コアであるM原子がPEFCの動作環境下で溶出し、構造に安定性が芳しくないという問題があります。 近年、その溶出を防ぐ手段としてコア金属に窒素や炭素など軽元素を添加した構造が提案されており、それらの原子がORR特性に及ぼす影響について議論する研究が盛んに行われています。 そこで本研究では、ドライプロセス法により高配向熱分解黒鉛上にPt-TaCのコアシェル型ナノ粒子触媒を作製し、そのORR特性を評価することを目的としています。

  • ひとこと：燃料電池、水素社会に興味のある方は是非見学にいらして下さい。
nagao
nagao
  • B4: 府金　裕亮
  • 出身:岩手県
  • 趣味：トライアスロン

  • 研究テーマ
  • 新規Pt基合金ナノ粒子触媒のドライプロセス合成と電気化学特性評価

  • 研究内容
  • 水素と酸素の化学反応により電気エネルギーを生み出す固体高分子形燃料電池(PEFC)は 発電中の生成物が水だけであることから、低環境負荷な次世代エネルギー源として注目されています。 しかし、燃料電池のカソード電極触媒に用いられるPtが高価で低埋蔵量であるため、燃料電池普及の妨げとなっています。 そこでPt使用量削減、活性向上の両立を目的としたPt基合金触媒の研究が盛んに行われています。先行研究よりNiを合金元素として加えた場合、その活性は大きく向上することが知られていますが、Ptに比較して標準電極電位が低く、酸性溶液中での安定性は大きく低下します。 そこで本研究では、高活性化と高耐久性の両立に向け新規なPt基合金ナノ粒子触媒を合成し、その電極触媒特性を評価することを目的としています。

  • ひとこと：和田山研に配属されるとルービックキューブが揃えられるようになります。
fugane
fugane
  • B4: 宮川　拓
  • 出身:青森県
  • 趣味：弓道、読書、散歩

  • 研究テーマ
  • Au基表面合金上におけるCO2電解還元生成物のその場分析

  • 研究内容
  • まず初めにイメージして頂きたいのは水の電気分解です。電位を印加すると陰極からは水素が発生します。 さて、次に陰極を金に換え、CO2をブクブク吹き込みながら、同様に電位を印加してみます。 水素が発生するのは先ほどと同じです。しかし、同時にCO2が還元される反応も起きます。CO2電解還元(ECR)反応と呼ばれ、地球温暖化を食い止める方法の一つとして研究されています。 ここでは、金が触媒として作用したということになります。 ECR触媒として、近年は合金触媒が注目されてきています。そこで私の研究では、様々なAu基表面合金触媒を作製し、印加電位に対する反応電流と生成物の種類・生成量を同時に測定することで、その触媒特性の調査を行っています。

  • ひとこと：教職を取っています
miyakawa miyakawa
  • B4: ムンジョンウォン（文貞媛）
  • 出身:韓国、ソウル
  • 趣味：音楽、ピアノ、映画、ドラマ、料理、水泳

  • 研究テーマ
  • Pt/SiC(0001)表面の電気化学特性

  • 研究内容
  • 地球温暖化や化石燃料の枯渇が懸念されている中で、水素をクリーンエネルギーとして利用する取組が注目されています。 燃料電池は水素と空気中の酸素を化学反応させて電気を発生させ、水だけ排出する発電装置であり、水素社会を実現する上で欠かすことのできないエネルギー変換装置であります。 中でも，燃料電池自動車に搭載されている固体高分子形燃料電池PEFCは巨大技術として大きな期待を寄せられていますが、それを広く普及させていくためには電極触媒の課題が残っています。 現段階では高価な白金が触媒として用いられていますが、加減速のときなどにかかる電圧によって触媒性能が劣化してしまいます。そのため、白金使用量低減しつつ高い構造安定性、高効率を持つ触媒の開発をめざして研究をしています。

  • ひとこと：仙台が好きになってしまいました。
mun mun
  • B4: 望月　智裕
  • 出身:神奈川県
  • 趣味：酒、麻雀

  • 研究テーマ
  • 電極反応生成物その場質量分析法の開発

  • 研究内容
  • 電極反応において、電極を合金化・表面微細化することによって電極反応速度つまり反応性を向上させることができることから、電極の表面構造を制御する研究が幅広く行われています。 電極反応による生成物の量と種類は、印加する電位によって変化し、その変化を調べることが重要となっていますが、今まで用いられていたガスクロマトグラフィーでは、リアルタイムつまり“その場”で生成量を分析できないことが問題でした。 そこで、本研究室では、RDE－OLEMSというその場質量分析法を開発し、さまざまな反応系において、これを適用するための最適な測定条件の探索および、その条件下で実際に電極反応測定を行って分析を行っています。

  • ひとこと：部活やサークルをしながらも楽しくすごせる研究室です
mochiduki
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