代表的な研究の紹介 一部構築中です。
このページでは、過去の代表的な研究を紹介します。
固体イオにクス分野の先導的研究として
世界で初めて下記の二つの室温で高い伝導性を示す新規材料を開発しています。
１. 超イオン伝導性ガラス(高イオン導電性ガラス)
２. 酸化物室温型リチウムイオン伝導体
３. 不規則配列リチウムイオン伝導体A-サイト欠陥ペロブスカイト固溶体
以下には、該当の代表的論文とそれらを参照していただいた内外の著名な研究論文や総説の数例に限って示します。
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高イオン導電性ガラス(超イオン伝導性ガラス)
High ionic-conductivity glasses (Superionic glasses)
1973年から電気化学会で高イオン導電性ガラスと世界で初めて名付け，新規ガラスの存在を発表。1975年に論文で初めてこの名前を論文名を入れたものを発表。
高イオン伝導性を示すガラス材料という新しい機能材料の分野を開く研究となった。
[関連文献の例]
1) 桑野潤ら, "高イオン導電性ガラス: ヨウ化銀一重クロム酸銀系",
電気化学, 43, 734 (1975).
当時，ヨウ化銀系の急冷物について何人かの世界の研究者が着目していたが，
AgIの微細な粒子の集合体などとして誰もまだガラスと断定して明示していな
かった。その理由として，通常のガラス組成と比較して当時AgIが主成分として
多量に含むこのような組成でガラス生成は例はなく，誰もがガラスが生成する
とは考えにくかったことがある。
2) J. Kuwano, Solid state Ionics, 40/41, 696 (1990).
[引用例]
単行本 東大の工藤らの下記の本に詳しく上記の研究の解説がある。
1) T. Kudo and K. Fueki, Solid State Ionics, Kodansha, Tokyo/VCH, Weiheim
(1990), p. 87.
私の研究を触発されて，大阪府立大学の南らのこれらのガラス材料の研究が
始まった。
南らの一連の論文の初めての論文
T. Minami et al, J. Am. Ceram. Soc., 60, 467 (1977).
の第一引用論文として，上記1975年の私の論文がある。
３次元酸化物室温リチウムイオン伝導体
リチウムイオン伝導体: γⅡ-Li3PO4 固溶体 (Li3.4Ge0.6V0.4O4 etc)
今では，数多くの室温で高いイオン導電性や拡散性を示す固体電解質や電極材料が知られ，リチウムイオン電池が発明されてエネルギーシステムや電気自動車などのキーデバイスとなって脚光を浴び続けている。
この固溶体の発見以前では，Hongらの高温リチウムイオン伝導性LISICONが伝導率のトップデーターであり，室温でリチウムイオンが高速で泳動や拡散すること不可能に近い感覚で受け止められていて，室温リチウムイオン伝導体は発見されていなかった。今のようなリチウム電池関係にトップライトがあたるような状況と全くことなっていた。
この固溶体は，世界で初めて見つかった一般的な３次元酸化物骨格を持つ室温で比較的高いリチウムイオン導電性固体電解質であり，酸化物固体中でも，室温で高速のイオン輸送現象が実現しうることを示した研究であり，それを利用した今のリチウムイオン電池の全盛時代の初めの一歩の研究と言える。
その後，リチウムイオン伝導体の開発研究が盛んになったが，約十年後のLi置換-NASICONsの発見まで，γⅡ固溶体は最も高い伝導性を示す認知されていた。この歴史的なこの経緯は英語サイトを参照ください。
退職後も，若い研究者の学会発表や論文を目にする機会があるが，こうしたリチウムイオン伝導体の開発の経緯が正しく書かれていないもの，知らないと思われる緒論が書かれていることも少なくない。
なお，この先導的研究は，英国のアバディーン大学のA.R.West研(現シェフィールド大)で行われた。
また，最近では，γⅡ-Li3PO4 固溶体と同じ結晶構造をもつ硫化物固溶体が，菅野らによって見つかっている。また固体電解質でありながら，電池陰極活物質として
の研究もある。
[関連論文]
1) J. Kuwano and A.R. West, Mat. Res. Bull., 15, 1661 (1980).
2) A.R. Rodger, J. Kuwano and A.R. West, Solid State Ionics, 15, 185-198 (1985).
[引用例]
総説: 1) A.D. Robertson et al., Solid State Ionics, 104, 1-11 (1997).
2) 足立吟也ら, セラミックス, 27, 117 (1992).
論文:1) 東工大稲熊らの一連のリチウムイオン伝導性ペロブスカイトについてのの研究の最初の著名な論文(Inaguma et al., Solid atate comminucations, 86, 689, (1993)) の第１引用論文として。
不規則配列リチウムイオン伝導体A-サイト欠陥ペロブスカイト固溶体
A-site deficient provskite solid solutions (Li-ADPESSs)
Disordered La0.53Li0.36TiO3 and Li-ADPESSs based on tantalates etc.
これ以降はまだ退職前の大学のサイトの英文のままです。日本語はしばらくお待ちください。
The disordered Li-ADPESSs were discovered later than the two discribed above, The ionic conductivity is higher than that of the partially ordered ones discovered by Inaguma et al. comparale to that of Li-NASICONs with the known best conductivity. We have found the disordered La0.53Li0.36TiO3 shows the highest conductivity of so far known Li-ADPESSs.
[関連論文]
1) H. Kawai and J. Kuwano, J. Electrochem. Soc., 141, L78 (1994).
2) Y. Harada, T. Ishigaki, H. Kawai and J. Kuwano, Solid State Ionics, 108, 407(1998).
[引用例]
Papers: 1) J.L. Fourquet, J. Solid State Chemistry, 127, 283 (1996).
2) T. Brousse et al., J. Power Sources, 68, 412 (1997).
3) J. Emery et al., Solid State Ionics, 99, 41 (1997).
Amient temperature oxygen sensors capability of operating in a wide operating pressure range from reduced presssure to high pressure (7MPa-0 Pa)
We have developed amperometric, all-solid-state oxygen sensors based on the superionic fluoride electlyte PbSnF4. The sensors are the first to be able to measure oxygen concentrations in sample gases in a pressure range up to 7MPa from 0 Pa and to show fast response comparable to that of commertial Galvanic-cell-type sensors at room temperature.
[関連論文]
1) J. Kuwano and A. Wakagi, J. Electrochem. Soc., 139, L113 (1992).
2) A. Wakagi and J. Kuwano, J. Mat. Chem., 4, 973 (1994).
3) T. Eguchi, et al, Solid State Ionics,121(1-4) 235–243 (1999).
[引用論文例]
総説:
1) P. Fary and E. Seibert, Solid State Electrochemistry, Eds. P.J. Gellings et al,
CRC, NY (1997) p. 329.
論文:
2) J.W. Furgus, Sensors and Actuators B, 42, 119 (1997).
最後に引用して頂いた皆様に感謝いたします。
