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PI 忠永 清治 教授　Kiyoharu Tadanaga

PI メッセージ

セラミックスを中心とする無機材料の研究では、数多くの元素の中から選んだいくつかの元素を組み合わせることにより、様々な機能を発揮する材料の創出が可能です。そして、それらの材料の「合成プロセス」を制御し、様々形態の材料を合成することが大切です。私たちの研究室では、セラミックス材料の合成プロセスにおいて「液相を効果的に用いること」を研究のキーワードとして、酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、無機－有機ハイブリッドなどの低温合成に取組んでいます。国内外の様々な研究機関や企業との共同研究も積極的におこなっています。研究では、優れた性質を示す新しい化合物を、材料設計・反応設計（計算化学を取り入れ始めている）した上で実際に合成し、評価します。また、化学反応を制御して、利用の目的に適した様々な形態の無機材料を合成することを目指しています。その際、特別な装置を用いなくても、世界中のどこでも合成できるプロセスを開発することを目指し、日々研究に取組んでいます。

研究紹介

環境・エネルギー問題の解決に貢献できる高機能なセラミックスの創製を目指しています。前駆体溶液や融液などの液相を合成プロセスに効果的に用いて微粒子、薄膜、複合体、ガラスなどの無機材料を合成し、高い機能を発現させます。全固体リチウム二次電池用無機材料の合成、電気化学的な二酸化炭素あるいは酸素還元触媒の開発、層状複水酸化物の電気化学デバイスの応用、酸化物、ハロゲン化物、硫化物、窒化物の新規合成プロセスの開発や、反応機構の解明などに取組んでいます。

メンバー

• 忠永 清治

  教授

  Kiyoharu Tadanaga

  研究分野

  液相を用いた無機材料の合成・層状複水酸化物の機能化
• 藤井 雄太

  助教

  Yuta Fujii

  研究分野

  電池材料

主な研究業績

• Liquid-phase syntheses of sulfide electrolytes for all-solid-state lithium battery(Review), Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Atsushi Sakuda, Kiyoharu Tadanaga, Nguyen H. H. Phuc, Atsunori Matsuda, Nobuya Machida, Akitoshi Hayashi, Masahiro Tatsumisago, Nature Reviews Chemistry 3,189-193 (2019).
  DOI: 10.1038/s41570-019-0078-2
• Self-Combustion Synthesis of Novel Metastable Ternary Molybdenum Nitrides, Jin Odahara, Wenhao Sun, Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Masanori Nagao, Isao Tanaka, Gerbrand Ceder, and Kiyoharu Tadanaga, ACS Materials Letters 1, 64-70 (2019)
  DOI: 10.1021/acsmaterialslett.9b00057
• Mg-Al layered double hydroxide as an electrolyte membrane for aqueous ammonia fuel cellm, Sho Ishiyama, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Akira Miura, Mikio Higuchi, Kiyoharu Tadanaga, Mater. Res. Bull. 119, 110561 (2019).
• Observing and Modeling the Sequential Pairwise Reactions that Drive Solid‐State Ceramic Synthesis, Akira Miura, Christopher J. Bartel, Yosuke Goto, Yoshikazu Mizuguchi, Chikako Moriyoshi, Yoshihiro Kuroiwa, Yongming Wang, Toshie Yaguchi, Manabu Shirai, Masanori Nagao, Nataly Carolina Rosero‐Navarro, Kiyoharu Tadanaga, Gerbrand Ceder, Wenhao Sun, Adv. Mater., 33[24], 2100312 (2021).
  DOI: 10.1002/adma.202100312
• Kinetically Stabilized Cation Arrangement in Li3YCl6 Superionic Conductor during Solid-State Reaction, Hiroaki Ito, Kazuki Shitara, Yongming Wang, Kotaro Fujii, Masatomo Yashima, Yosuke Goto, Chikako Moriyoshi, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Akira Miura, Kiyoharu Tadanaga, Advanced Science, 8[15] 2101413 (2021).
  DOI: 10.1002/advs.202101413
• Significant Reduction in the Interfacial Resistance of Garnet-Type Solid Electrolyte and Lithium Metal by a Thick Amorphous Lithium Silicate Layer, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Ryunosuke Kajiura, R. Jalem , Y. Tateyama, Akira Miura A., Kiyoharu Tadanaga, ACS Applied Energy Materials, 3[6] 5533-5541 (2020).
• Synthesis of highly Li-ion conductive garnet-type solid ceramic electrolytes by solution-process-derived sintering additives, Nataly Carolina Rosero Navarro, Haruka Watanabe, Akira Miura, Kiyoharu Tadanaga, J. Eur. Ceram. Soc., 41[13], 6767-6771 (2021).
  DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2021.06.045
• Fe-P-S electrodes for all-solid-state lithium secondary batteries using sulfide-based solid electrolytes, Yuta Fujii, Misaki Kobayashi, Akira Miura, Nataly Carolina Rosero-Navarro, M.C. Li, J.G. Sun, M. Kotobuki, Li Lu, Kiyoharu Tadanaga, J. Power Sources. 449, 227576 (2020).
• Selective metathesis synthesis of MgCr2S4 by control of thermodynamic driving forces, Miura A., Ito H., Bartel C.J., Sun W.H., Rosero-Navarro N.C., Tadanaga K., Nakata H., Maeda K., Ceder G., MATERIALS HORIZONS, 7[5], 1310-1316 (2020). (2020年5月）
• Formation Mechanism of Thiophosphate Anions in the Liquid-Phase Synthesis of Sulfide Solid Electrolytes Using Polar Aprotic Solvents, Malcela Calpa, Nataly Carolina Rosero-Navarro, Akira Miura, K. Terai , F. Utsuno, Kiyoharu Tadanaga, Chemistry of Materials, 32[22], 9627-9632 (2020).
  DOI: 10.1021/acs.chemmater.0c03198

応用化学のものづくり

• 安全で長持ちする「全固体リチウム二次電池」

  • #素材×応用化学

Voice

• • 教員

  藤井 雄太 助教

  社会を支えるアプリケーションを見据えた研究にも取り組める場

  藤井 雄太 助教

連絡先

忠永 清治
tadanaga(at)eng.hokudai.ac.jp