SEARCH

検索詳細

宮崎 晃平
大学院工学研究科 応用化学専攻
教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(工学), 京都大学
■ 研究キーワード
  • 電極触媒
  • 燃料電池
  • イオン伝導
■ 研究分野
  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 電子デバイス、電子機器
  • ナノテク・材料 / 無機物質、無機材料化学

研究活動情報

■ 論文
■ 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, 2020年08月21日, ChemSusChem, 13(16) (16), 3944, 英語
    速報,短報,研究ノート等(学術雑誌)

  • 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年, 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年, 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年, 電池技術, 27, 74 - 82

  • 宮崎 晃平
    電気化学会, 2014年03月, 電気化学および工業物理化学, 82(3) (3), 181 - 185, 日本語

  • 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年, 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年, 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年, 電池技術, 25, 159 - 164

  • 固体高分子形燃料電池における炭素材料の劣化
    衣本 太郎, 宮崎 晃平
    炭素材料学会, 2012年01月15日, 炭素 = Carbons, (251) (251), 18 - 25, 日本語

  • 福塚友和, 丸山翔平, 宮崎晃平, 安部武志
    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年, 炭素, 255(255) (255), 274 - 279, 日本語

■ 講演・口頭発表等
  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2018年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年11月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年11月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年11月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年10月, 英語, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表(招待・特別)

  • 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, 2017年10月, 英語, 国際会議
    [招待有り]
    口頭発表(招待・特別)

  • 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, 2017年10月, 英語, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • Oxygen Electrocatalysis on Cobalt-Based Layered Perovskite Oxychlorides in Alkaline Media
    Y. Miyahara, K. Miyazaki, T. Fukutsuka, T. Abe
    232nd ECS Meeting, 2017年10月, 英語, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年09月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年09月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

  • Electrochemical Redox Behavior of LaS3Fe3O10−δ in Alkaline Solutions
    K. Miyazaki, Y. Miyahara, T. Fukutsuka, T. Abe
    Solid State Ionics-21, 2017年06月, 英語, 国際会議
    口頭発表(一般)

  • 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, 2017年03月, 日本語, 国内会議
    口頭発表(一般)

■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • フッ化グラファイトの再充電現象を基軸としたレアメタルフリー正極の創出
    宮崎 晃平, 治田 充貴
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 2024年04月01日 - 2027年03月31日

  • 酸化物触媒活性中心の原子スケール構造可視化
    若林 裕助, 宮崎 晃平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東北大学, 2022年04月01日 - 2026年03月31日
    まず,表面構造の解析手法に関する論文を一報,Phys. Rev. Mater.誌に掲載した。内容的には昨年度の報告書の内容であり,出版が23年4月となった。 23年度の研究目的は,充分な平滑度が得られる(La,Sr)CoO3超薄膜に対する界面構造解析 及び電気化学環境下での表面回折データ取得,電気化学反応に必要な電流を流すことが可能な(La,Sr)CoO3厚膜の構造解析及び厚膜の表面回折データ測定に加え,NdNiO3薄膜に対する水素吸蔵過程の計測であった。 (La,Sr)CoO3超薄膜に関しては,真空中での表面・界面構造解析は試料評価の一環として実施可能な段階に入り,そこまでキャラクタライズした超薄膜に対して電気化学条件下での表面回折測定を,KEK放射光施設で実施した。このin-situ測定では試料へのダメージがあって難航していたが,24年2月にようやく信頼に足るデータが取れた。 (La,Sr)CoO3厚膜については,薄膜構造解析の手法を確立して論文を投稿中,構造解析用のデータを取得し,画像処理まで終わった段階で23年度が終わった。今後,解析を完了して早期に成果報告を行う。電気化学の影響については,ex-situの測定は完了,in-situ測定が今のところうまく行っていないが,超薄膜と同じやり方で再挑戦する予定である。 NdNiO3の水素化の影響については,KEK放射光施設にてデータ取得を一度行い,必要なソフトウェアの開発段階にある。ただし,この試料については非常に弱い信号が出ているようであり,追加測定が必要であろうという事が現段階で明らかになっている。

  • 酸化物触媒活性中心の原子スケール構造可視化
    若林 裕助, 宮崎 晃平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 東北大学, 2022年04月01日 - 2026年03月31日

  • 高濃度水溶液を利用した水系アニオンGICの創製と蓄電デバイスへの展開
    宮崎 晃平, 若林 裕助
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 2020年04月01日 - 2023年03月31日
    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。

  • 有機酸塩による電位窓異常拡大の機構解明と高電圧水系二次電池への展開
    宮崎 晃平, 若林 裕助
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 京都大学, 2017年04月01日 - 2020年03月31日
    二次電池の安全性向上のため、水溶液を電解質として利用する水系二次電池が検討されているが、問題点として、安定して作動する電位領域が狭いことが知られている。そこで、本研究では有機スルホン酸塩の添加を利用し、水溶液電解質の電位窓の拡大とその発現メカニズムの解明を目指した。複数の有機スルホン酸塩に電位窓が拡大することが見いだされ、普遍的な現象であることが確認された。本研究で得られた知見は、電極近傍での局所的なイオン濃度や構造を制御することによって、水溶液の分解耐性を向上することができるという新たな視座を提供し、デバイス応用の観点からも有益な成果であるといえる。

  • 酸化物薄膜電極を用いた酸素電極反応機構の解明
    宮崎 晃平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 京都大学, 2014年04月01日 - 2016年03月31日
    空気中の酸素を用いる金属ー空気二次電池は、高いエネルギー密度を有し、次世代のエネルギーデバイスとして期待されている。酸素還元と酸素発生を促進する材料として酸化物触媒が用いられるが、それぞれの反応メカニズムは未だ不明な点が多い。より高活性な触媒探索のためには、反応経路を明確にし、効率的な触媒探索が求められる。そこで、酸化物の薄膜からなるモデル電極を用いて、酸素輸送量の制御を実現しながら、酸素還元活性および酸素発生活性を調べた。その結果、酸素還元の開始反応はペロブスカイト型酸化物ではなく、導電助剤として用いるカーボン担体が担っており、酸化物と協奏的に四電子還元を示すことが明らかとなった。

  • アニオン伝導性層状無機化合物のイオン伝導性に関する基礎研究
    宮崎 晃平
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 京都大学, 2011年 - 2012年
    本研究課題では次世代の電気化学的エネルギー変換デバイスに必要なアニオン伝導性無機固体電解質である層状複水酸化物(Layered double hydroxide: LDH)のイオン伝導性を向上させるため、イオン伝導メカニズムの解明を目指した。LDH中の三価カチオンの組成比が増えるに従って直線的に伝導度が上昇するのではなく、限られた組成比においてのみ急激に伝導性向上が見られることが分かった。カチオン組成の変化に対して、LDHの形態や表面積にはほとんど変化が見られなかったことから、キャリア増加以外の効果が急激なイオン伝導性向上に寄与したと結論づけた。

  • 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年 - 2006年
    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。

■ 産業財産権
  • 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
    特許権

  • 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
    特許権

  • 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
    特許権

TOP