MIYAZAKI Kohei

Graduate School of Engineering / Department of Chemical Science and EngineeringProfessor
Faculty of Engineering / Department of Chemical Science and Engineering

Research Keyword

  • Electrocatalysts
  • Fuel Cells
  • イオン伝導

Research Areas

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Electronic devices and equipment
  • Nanotechnology/Materials / Inorganic compounds/materials chemistry

Paper

MISC

  • Ralph N. Nasara, Wen Ma, Yasuyuki Kondo, Kohei Miyazaki, Yuto Miyahara, Tomokazu Fukutsuka, Che-an Lin, Shih-kang Lin, Takeshi Abe
    Wiley-VCH Verlag, 21 Aug. 2020, ChemSusChem, 13(16) (16), 3944, English
    Report scientific journal

  • 亜鉛空気二次電池の課題と展望
    宮崎晃平, 宮原雄人, 福塚友和, 安部武志
    2018, 電池技術, 30, 208 - 214

  • リチウムイオン電池多孔性電極内でのイオン輸送挙動
    福塚友和, 宮崎晃平, 安部武志
    2017, 電池技術, 29, 22 - 32

  • 交流インピーダンス法を用いた多孔質電極の導電ネットワーク構造の解析
    武野光弘, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    2015, 電池技術, 27, 74 - 82

  • 宮崎 晃平
    電気化学会, Mar. 2014, 電気化学および工業物理化学, 82(3) (3), 181 - 185, Japanese

  • マグネシウム金属二次電池の現状と課題
    福塚友和, 宮崎晃平, 安部武志
    2014, セラミックス, 49, 964 - 967

  • マグネシウム金属二次電池用電解液の開発
    福塚友和, 宮崎晃平, 安部武志, 内本喜晴
    2014, 月刊ファインケミカル, 43, 42 - 47

  • 金属-空気二次電池のための亜鉛負極の研究開発
    宮崎晃平, 李柔信, 福塚友和, 安部武志
    2013, 電池技術, 25, 159 - 164

  • Degradation phenomena of carbonaceous materials in polymer electrolyte fuel cells
    KINUMOTO Taro, MIYAZAKI Kohei
    炭素材料学会, 15 Jan. 2012, 炭素 = Carbons, (251) (251), 18 - 25, Japanese

  • FUKUTSUKA Tomokazu, MARUYAMA Shohei, MIYAZAKI Kohei, ABE Takeshi
    Carbonaceous materials have been widely investigated as negative electrode materials of lithium-ion batteries (LIBs). In this review, the properties of nano-carbon materials for use as negative electrodes are summarized from the viewpoint of their morphology. As nano-carbon materials, carbon nanospheres (zero dimension), carbon nanotubes (one dimension), carbon nanofibers (one dimension), graphene (two dimension), and so on were covered. The advantages and disadvantages of nano-carbon materials as the negative electrode in LIBs are discussed.
    THE CARBON SOCIETY OF JAPAN, 2012, TANSO, 255(255) (255), 274 - 279, Japanese

Lectures, oral presentations, etc.

  • ペロブスカイト構造を有する複合アニオン化合物の酸素発生触媒活性
    宮崎晃平, 宮原雄人, 福塚友和, 安部武志
    日本化学会年会第98回春季年会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 有機硫酸塩系電解質を用いた水系リチウムイオン電池の高電圧化
    酒井伸吾, 宮崎晃平, 宮原雄人, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • フルオロエチレンカーボネート系電解液中のSiO電極のリチウムイオン電池負極反応
    國米亮平, 福塚友和, 宮原雄人, 宮崎晃平, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 領域分割白金電極を用いたアニオン交換薄膜における局所反応解析
    池澤篤憲, 宮崎晃平, 宮原雄人, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • イオン液体―水溶液複合電解質中におけるチタン酸化物へのナトリウムイオン挿入脱離挙動の検討
    稲澤信二, 山田泉, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 炭素微小球体/電解液界面におけるナトリウムイオン移動反応
    近藤靖幸, 福塚友和, 宮原雄人, 宮崎晃平, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • Ni-Fe系層状複水酸化物の酸素発生触媒活性における金属カチオン組成比の影響(2)
    赤根幹太, 宮崎晃平, 宮原雄人, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 高配向性熱分解黒鉛におけるリチウムイオン挿入サイトと表面被膜の関係
    稲生朱音, 福塚友和, 宮原雄人, 宮崎晃平, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • その場ラマン分光法による黒鉛合剤電極内電解液の解析
    塩田隆人, 宋熹燁, 福塚友和, 宮原雄人, 宮崎晃平, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 表面修飾陽極酸化ナノポーラスアルミナ膜内の有機電解液のイオン輸送挙動
    張藝潼, 山田大河, 福塚友和, 宮原雄人, 宮崎晃平, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 水酸化物イオンを含む黒鉛層間化合物の電気化学的合成に対する電解質塩の影響(2)
    味方航司, 宮原雄人, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第85回大会, Mar. 2018, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • 酸化ナノポーラスアルミナ細孔内におけるイオン輸送(4)
    山田大河, 小山田耕平, 丸山翔平, 稲本純一, 宮原雄人, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    第58回電池討論会, Nov. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • アルカリ溶液中におけるペロブスカイト型酸塩化物の酸素電極触媒活性
    宮原雄人, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    第58回電池討論会, Nov. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • イオン液体―水溶液複合電解質中における負極へのナトリウムイオン挿入脱離挙動の検討
    稲澤信二, 安部武志, 福塚友和, 宮崎晃平, 山田泉
    第58回電池討論会, Nov. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • Acceptor-Type Hydroxide Graphite Intercalation Compounds Electrochemically Formed in High Ionic Strength Solutions
    K. Miyazaki, T. Fukutsuka, T. Abe
    13th National Conference on New Carbon Materials, Oct. 2017, English, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Ion Transport through the Pore Channels of Anodic Nanoporous Alumina Membranes and Graphite Composite Electrodes
    T. Abe, T. Fukutsuka, K. Miyazaki, Y. Miyahara
    232nd ECS Meeting, Oct. 2017, English, International conference
    [Invited]
    Invited oral presentation

  • Influence of SnO2 Orientation on Electrocatalytic Activities of Pt/SnO2 Model Electrodes for Methanol Oxidation
    K. Miyazaki, T. Nagase, T. Fukutsuka, T. Abe
    232nd ECS Meeting, Oct. 2017, English, International conference
    Oral presentation

  • Oxygen Electrocatalysis on Cobalt-Based Layered Perovskite Oxychlorides in Alkaline Media
    Y. Miyahara, K. Miyazaki, T. Fukutsuka, T. Abe
    232nd ECS Meeting, Oct. 2017, English, International conference
    Oral presentation

  • Ni-Fe系層状複水酸化物の酸素発生触媒活性における金属カチオン組成比の影響
    赤根 幹太, 宮崎 晃平, 宮原 雄人, 福塚 友和, 安部 武志
    2017年電気化学会秋季大会, Sep. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • アルカリ溶液中におけるペロブスカイト酸塩化物の酸素電極触媒活性(2)
    宮原 雄人, 宮崎 晃平, 福塚 友和, 安部 武志
    2017年電気化学会秋季大会, Sep. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

  • Electrochemical Redox Behavior of LaS3Fe3O10−δ in Alkaline Solutions
    K. Miyazaki, Y. Miyahara, T. Fukutsuka, T. Abe
    Solid State Ionics-21, Jun. 2017, English, International conference
    Oral presentation

  • Pt/SnO2モデル電極のメタノール酸化触媒活性におけるSnO2配向依存性
    長瀬誉英, 宮崎晃平, 福塚友和, 安部武志
    電気化学会第84回大会, Mar. 2017, Japanese, Domestic conference
    Oral presentation

Research Themes

  • Atomic scale visualization of the active sites of oxide catalysis
    若林 裕助, 宮崎 晃平
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tohoku University, 01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2026

  • Development of Anion GICs Using Highly Concentrated Aqueous Solutions and Their Application to Energy Storage Devices
    宮崎 晃平, 若林 裕助
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 01 Apr. 2020 - 31 Mar. 2023
    研究実績の概要 本研究は、水分子と電解質塩の存在割合が3:1となるような非常に濃度が高い水溶液中で、塩構成アニオンである有機アニオンがグラファイト電極に挿入脱離する反応に着想を得て、新たな蓄電システムの構築を目指したものである。二年度目である2021年度は、より実用的なデバイス設計の観点から、負極反応を意識した電解液を選択し、黒鉛層間化合物の合成が可能であるかの検証を行った。まず、高濃度アルカリ水溶液に酸化亜鉛を溶解させた電解液を用い、亜鉛の溶存種である亜鉛酸イオン[Zn(OH)4]2-の黒鉛への挿入脱離反応を試みた。亜鉛酸イオンを含む水溶液は、亜鉛金属を負極に用いた二次電池の電解質であり、実際に二次電池を構築する際には亜鉛負極と黒鉛正極で電池設計が可能である。数mol dm-3程度の水酸化カリウム水溶液では、亜鉛酸イオンの挿入脱離を示唆する測定結果は得られなかったものの、水酸化カリウム水溶液の濃度を高くすると、アニオンの挿入脱離に伴う酸化・還元の容量が観察された。黒鉛層間化合物の合成を示唆する結果であるが、挿入種の特定や定量的な解析を今後進めていく必要があると考えられる。また、複数のアニオンが混在する水溶液において、特定のアニオンが黒鉛層間化合物を形成しやすいことも分かった。熱力学的および速度論的な観点から、黒鉛層間化合物の形成に有利なアニオンの特性を明らかにしていく必要もあると考えられる。

  • Research and Development of Aqueous Solutions with Wide Potential Windows for Rechargeable Batteries
    Miyazaki Kohei
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Kyoto University, 01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2020
    In order to improve the safety of rechargeable batteries, water-based rechargeable batteries using an aqueous solution as an electrolyte have been investigated, but the problem is that the potential range for stable operation is known to be narrow. In this study, we used the addition of organic sulfonates to elucidate the expansion of the potential window of aqueous electrolytes and the mechanism of their expression. An enlarged potential window was found for multiple organic sulfonates, confirming that this is a universal phenomenon. The present findings provide a new perspective that the degradation resistance of aqueous solutions can be improved by controlling the local ion concentration and structure near the electrode, which is beneficial from the viewpoint of device applications.

  • Investigation of reaction mechanism of electrochemical oxygen reactions by thin-film oxide electrodes
    Miyazaki Kohei
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kyoto University, 01 Apr. 2014 - 31 Mar. 2016
    Metal-air secondary batteries have attracted much attention since they have some advantages of high energy density. While electrocatalysts are usually used for accelerating oxygen reduction and evolution reactions, the detailed reaction mechanism of these reactions cannot be fully understood. In this research, we used thin film electrodes of perovskite oxides to clarify the reaction mechanism of oxygen reduction and evolution. Electrochemical results clearly showed that carbon materials, which is widely added as an electron-conductive additive, are active for the initial reaction of oxygen reduction and perovskite oxides work at the following chemical reactions.

  • Fundamental Research on AnionConductive Layered Materials
    MIYAZAKI Kohei
    Japan Society for the Promotion of Science, Grants-in-Aid for Scientific Research, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kyoto University, 2011 - 2012
    In this study, we investigated the mechanism of ion conduction of layered double hydroxides (LDHs) as a novel anion conductor for the next-generation electrochemical energy devices. LDHs with controlled cation ratios were synthesized by the co-precipitation method. Electrochemical impedance measurements showed that LDHs displayed a sharpened increase in ionic conductivity when the trivalent cation proportion was 0.33 (M3+/M2+= 2). Any change in LDH particle morphology and surface area was not observed, regardless of the change in cation ratios. We therefore concluded that some influences other than the increase in carrier density are predominant to determine the ion conductivities of LDHs.

  • 燃料電池燃料極のための金超微粒子を用いた新規ナノ制御超活性触媒に関する研究
    宮崎 晃平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員奨励費, 京都大学, 2006 - 2006
    Pt-Ru/Cの場合と同様に耐CO被毒性が高いと言われている白金-スズ合金触媒(Pt-Sn/C)を担体として用い、気相グラフティング法で金超微粒子を担持した触媒を作製し、そのメタノール酸化活性を調べた。その結果、金超微粒子を担持することで低い電位領域においてメタノール酸化に伴う電流が増加し、耐CO被毒性の向上が認められた。また、Pt/Cに金超微粒子を担持した触媒を同様に試験したところ、活性の向上が見られなかったことから、金超微粒子の触媒活性発現には酸素種を供給しうる第二元素の存在が必要であることが示唆された。 上述の気相グラフティング法には粒子サイズや担持量の制御が難しいという問題点があった。そこで、前駆体溶液に静電圧を印可しながら加熱炉内に噴霧し、レイリー分裂を利用しながらナノサイズの微粒を作製する噴霧熱分解法を用いた金超微粒子の作製を試みた。その結果、噴霧溶液の濃度をコントロールすることで微粒子のサイズを制御することができ、触媒活性の粒径依存性を確認することが出来た。 また、原子レベルで平滑な高配向性熱分解黒鉛(HOPG)上に規則的に担持したモデル電極の作製を、レーザーアブレーション法を用いて進めている。走査プローブ顕微鏡による表面状態の観察やX線光電子分光法による担持量の制御などを中心に行い、これらキャラクタリゼーションと平行して電気化学的触媒活性を調べている。現在のところ、レーザーアブレーション法を用いて粒子径10nm以下の金、ルテニウム、白金のナノ粒子が作製できることが明らかとなった。今後、担持粒子のHOPG表面上での挙動などに注目しながら、電気化学的活性について詳細に調べていく予定である。

Industrial Property Rights

  • アニオン伝導性電解質樹脂
    宮崎晃平, 有川英一, 中西治通, 小久見善八, 西尾晃治
    特許5310334
    Patent right

  • 金属空気二次電池用空気極、並びに当該空気極を備える金属空気二次電池用膜・空気極接合体及び金属空気二次電池
    小久見善八, 宮崎晃平, 西尾晃治, 小谷幸成
    特許5221626
    Patent right

  • アルカリ燃料電池用電極
    小久見善八, 西尾晃治, 宮崎晃平, 中西治通, 有川英一
    特許5275756
    Patent right