研究者詳細 - 松田潤子

お知らせ

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マツダ　ジュンコ

松田潤子

MATSUDA JUNKO

所属

水素エネルギー国際研究センター教授

連絡先

プロフィール

主にエネルギー関連材料について、電子顕微鏡を用いた微構造解析を行っている。特に水素貯蔵、水素脆性、燃料電池、水電解に関わる水素関連の材料については、材料の性能と耐久性に関係する水素と格子欠陥の相互作用、電極触媒の酸化還元反応に伴う構造変化などに着目した観察と解析を行っている。「その場観察」については研究会を主催し、大学、研究機関、企業の方々が集まって議論したり、情報交換したりする場を提供している。

ホームページ

https://www.mech.kyushu-u.ac.jp/~hup/index.html

外部リンク

学位

博士（工学）

経歴

九州大学水素エネルギー国際研究センター教授

2011年4月 - 現在

研究テーマ・研究キーワード

研究テーマ：燃料電池・水電解材料の微構造解析，金属触媒ガス中反応のその場TEM観察

研究キーワード：透過電子顕微鏡、燃料電池、水電解、金属触媒、その場観察

研究期間： 2015年

受賞

第33回応用物理学会優秀論文賞

2011年8月応用物理学会

論文

Degradation and recovery of La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-based intermediate-temperature reversible solid oxide cells by controlled surface acidity

Yasutake, M; Seo, HG; Nagatomo, Y; Ozaki, R; Matsuda, J; Sasaki, K; Tuller, HL

JOURNAL OF POWER SOURCES 632 2025年3月（ ISSN:0378-7753 eISSN:1873-2755 ）

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出版者・発行元：Journal of Power Sources

The main challenge for commercializing reversible solid oxide fuel and electrolysis cells (r-SOC) is improving their performance, and long-term durability, the latter, in part, by reducing their operating temperatures. Cr poisoning is one of the main factors contributing to degraded air electrode performance over time, so the stable long-term operation of r-SOCs requires a strategy to solve this problem. We apply acid/base engineering and demonstrate that it is capable of markedly reducing Cr poisoning-induced degradation of (La, Sr)(Co, Fe)O<inf>3</inf> (LSCF), recognized particularly as high-performance air electrodes for intermediate temperature (IT) reversible cells. We find that subsequent infiltration of basic additives effectively restores the ∼20-fold increase in polarization resistance induced by initial Cr infiltration and poisoning. In addition, acid/base engineering was confirmed, for the first time, to strikingly impact, as well, the operation of reversible cells in both fuel cell and electrolysis cell modes. This study emphasizes the magnified challenges for operating at reduced temperatures, given the markedly enhanced potential for Cr poisoning and the role that acid/base engineering can play in overcoming these challenges. Also addressed are challenges for higher temperature operation of r-SOCs and the means for addressing them, thereby ensuring stable, longer-term operation.

DOI： 10.1016/j.jpowsour.2025.236321

Web of Science

Scopus
Pt-decorated tantalum oxide on mesoporous carbon supports for enhanced mass activity and start-stop and load cycling durability in PEFCs 査読

R. Nishiizumi, T. Ogawa, K. Sanami, M. Yasutake, Z. Noda, S. M. Lyth, M. Nishihara, J. Matsuda, K. Sasaki

Int. J. Hydrogen Energy 72 820 - 831 2024年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Reticular imine-linked coordination polymers based on paddlewheel diruthenium/dirhodium nodes: Synthesis and metal-site dependent photocatalytic reduction of CO2 査読

C. Itoh, M. Kitada, M. Kondo, S. Masaoka, H. Yoshino, W. Kosaka, Y. Ootani, J. Matsuda, M. Kubo, T. J. Konno, H. Miyasaka

ChemSusChem e202400865 1 - 7 2024年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Editorial: In-situ microscopy

Yaguchi, T; Hashimoto, A; Matsuda, J

MICROSCOPY 73 ( 2 ) 77 - 78 2024年4月（ ISSN:2050-5698 eISSN:2050-5701 ）

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記述言語：英語出版者・発行元：Microscopy

DOI： 10.1093/jmicro/dfae006

Web of Science

Scopus

PubMed
In situ TEM studies on hydrogen-related issues: hydrogen storage, hydrogen embrittlement, fuel cells and electrolysis

Matsuda, J

MICROSCOPY 73 ( 2 ) 196 - 207 2024年4月（ ISSN:2050-5698 eISSN:2050-5701 ）

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記述言語：英語出版者・発行元：Microscopy

Hydrogen is attracting attention as an energy carrier for realizing a low-carbon society, because it can directly convert the energy obtained from chemical reactions into electrical energy without carbon dioxide emissions. This paper presents in situ transmission electron microscopy (TEM) observations related to hydrogen storage in metal and metal hydrides, hydrogen embrittlement of metallic materials used for storing and transporting hydrogen in containers and pipes, and fuel cells and water electrolysis using metal catalysts and oxides as electrode materials. All of these processes are important for practical applications of hydrogen. Numerous in situ TEM studies have revealed the microscopic structural changes when hydrogen reacts with the materials, when hydrogen is solidly dissolved in the materials and during the operation of the material. This review is expected to facilitate further development of TEM operando observations of hydrogen-related materials.

DOI： 10.1093/jmicro/dfad060

Web of Science

Scopus

PubMed
Nanocomposite of Nb-based binary phase for lowering the activation energy of Li+ intercalation as an anode for high-performance aqueous dual-ion batteries 査読

D. Yang, J. Matsuda, J. T. Song, M. Watanabe, T. Ishihara

J. Mater. Chem. A 12 13338 - 13347 2024年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Ru-core Ir-shell electrocatalysts deposited on surface-modified Ti-based porous transport layer for polymer electrolyte membrane electrolysis 査読国際誌

M. Yasutake, Z. Noda, J. Matsuda, S. M. Lyth, M. Nishihara, K. Ito, A. Hayashi, K. Sasaki

Int. J. Hydrogen Energy 49 169 - 183 2024年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Visible light driven hydrogen peroxide production by oxygen and phosphorus co-doped of CoP-C3N4 photocatalyst 査読国際誌

K. Jinguji, M. Watanabe, R. Morita, Y. Takaoka, M. S. Hassain, J. T. Song, A. Takagaki, J. Matsuda, T. Ishihara

Catalysis Today 426 114400 2024年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Cu2NiSnS4 nanoparticles supported on rGO for dual frequency range electromagnetic shielding 査読国際誌

Z. Cai, M. S. Islam, M. FUkuzaki, M. A. Rahman, J. Matsuda, Z. Zhang, Y. Sekine, B. Bateer, S. Hayami

ACS Appl. Nano Mater. 6 21980 - 21990 2023年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Crucial role of self-exsolved heterostructured cermet nanoparticles in highly active spinel electrodes for CO₂/H₂O co-electrolysis 査読国際誌

K-T. Wu, J. Matsuda, A. Staykov, T. Ishihara

Adv. Energy Mater. 13 231042 2023年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Durability of PEM water electrolyzer against wind power voltage fluctuation 査読国際誌

Y. Honsho, M. Nagayama, J. Matsuda, K. Ito, K. Sasaki, A. Hayashi

J. Power Sources 564 232826 2023年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Tailored wettability in fluorinated carbon nanoparticles synthesized from fluorotelomer alcohols 査読国際誌

E. M. Can, M. Nishihara, J. Matsuda, K. Sasaki, S. M. Lyth

Appl. Sur. Sci. 626 157136 2023年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Performance and durability of Ni-Co alloy cermet anodes for solid oxide fuel cells 査読国際誌

K. Matsumoto, Y. Tachikawa, S. M. Lyth, J. Matsuda, K. Sasaki

Int. J. Hydrogen Energy 47 29441 - 29455 2022年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Fe₂O₃ powder modified with Ce_0.6Mn_0.3Fe_0.1O₂ and Cr₂O₃ prepared by spray pyrolysis method for rechargeable Fe-air cells 査読国際誌

T. Ishihara, K. Hackho, Y. Inoishi, J. Matsuda

J. Am. Ceram. Soc. 105 6718 - 6731 2022年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Exchange current density of reversible solid oxide cell electrodes 査読国際誌

T. Fukumoto, N. Endo, K. Natsukoshi, Y. Tachikawa, G. F. Harrington, S. M. Lyth, J. Matsuda, K. Sasaki

Int. J. Hydrogen Energy 47 16626 - 16639 2022年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Molecular dynamics study of oxygen-ion diffusion in yttria-stabilized zirconia grain boundaries 査読国際誌

J. C-M. Madrid, J. Matsuda, K. Leonard, H. Matsumoto, K. K. Ghuman

J. Mater. Chem. A 10 2567 - 2579 2022年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
環境制御型透過電子顕微鏡によるニッケル触媒のメタン雰囲気その場観察招待査読

松田　潤子，山本　知一，高橋　真司，佐々木　一成，松村　晶

顕微鏡第56巻 ( 第3号 ) 1 - 5 2021年12月

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記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Bifunctional electrochemical properties of La0.8Sr0.2Co0.8M0.2O3-d (M = Ni, Fe, Mn, and Cu): efficient elemental doping based on a structural and pH-dependent study 招待査読国際誌

J. Cheng, P. Ganesan, Z. Wang, M. Zhang, G. Zhang, N. Maeda, J. Matsuda, M. Yamauchi, B. Chi, N. Nakashima

Mater. Adv. 2021年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Synthesis of oxygen functional group-controlled monolayer graphene oxide 招待査読国際誌

T. Tsugawa, K. Hatakeyama, J. Matsuda, M. Koinuma, S. Ida

Bull. Chem. Soc. Jpn 94 2195 - 2201 2021年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Assembly of defect-free microgel nanomembranes for CO₂ separation 査読国際誌

Y. Hoshino, T. Gyobu, K. Imamura, A. Hamasaki, R. Honda, R. Horii, C. Yamashita, Y. Terayama, T. Watanabe, S. Aki, Y. Liu, J. Matsuda, Y. Miura, I. Taniguchi

ACS Appl. Mater. Interfaces 13 30030 - 30038 2021年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1021/acsami.1c06447?rel=cite-as&ref=PDF&jav=VoR
In situ TEM investigation of structural changes in Ni nanoparticle catalysts under gas atmospheres: Implications for catalyst degradation 査読国際誌

J. Matsuda, T. Yamamoto, S. Takahashi, H. Nakanishi, K. Sasaki, S. Matsumura

ACS Appl. Nano Mater. 4 2175 - 2182 2021年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Towards understanding of oxygen electrode processes during solid oxide electrolysis operation to improve simultaneous fuel and oxygen generation 査読国際共著

V. Subotic, S. Futamura, G. F. Harrington, J. Matsuda, K. Natsukoshi, K. Sasaki

J. Power Sources 492 229600 2021年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Tensile strain for band engineering of SrTiO₃ for increasing photocatalytic activity to water splitting 査読

Yoonyoung Kim, Motonori Watanabe, Junko Matsuda, Jun Tae Song, Atsushi Takagaki, Aleksandar Staykov, Tatsumi Ishihara

Applied Catalysis B: Environmental 278 2020年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

SrTiO₃ is a well-known highly active photocatalyst with high energy conversion efficiency. In this study, we investigated the formation of oxygen vacancy by using the chemo-mechanical effect that was introduced by the dispersion of metal particles into grain and photocatalytic activity to water splitting. Au dispersion on SrTiO₃ followed by sintering treatment was studied for introduction of chemo-mechanical strain because of a different thermal expansion coefficient; the introduced chemo-mechanical strain generated oxygen vacancy in SrTiO₃. Thus, induced chemo-mechanical strain shows change in electronic band structure resulting in increasing lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level with increasing Au content. Since photoluminescence was significantly decreased by sintering after Au dispersion, the introduced strain effects may work for increasing a charge separation efficiency and adsorption site in water splitting. Therefore, the photocatalytic activity was much increased by sintering treatment after Au dispersion on SrTiO₃.

DOI： 10.1016/j.apcatb.2020.119292
CO₂-free energy circulation system—Polymer electrolyte alcohol electro-synthesis cell with a low iridium content anode based on in situ growth method 査読

Junfang Cheng, Manabu Higashi, Nobutaka Maeda, Junko Matsuda, Miho Yamauchi, Naotoshi Nakashima

Electrochimica Acta 361 2020年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Alcohol is considered as a potential CO₂-free energy carrier to replace hydrogen because of its high energy density, appropriate chemical stability and low-cost production. In this study, we describe the development of a simple in situ growth method to prepare a binder free IrO_x-Ti anode with a very low IrO_x loading amount (< 0.25 mg cm⁻²), and the obtained catalyst shows a high oxygen evolution reaction (OER) activity and durability in acidic media. The performance of a polymer electrolyte alcohol electrosynthesis cell (PEAEC) using this anode catalyst shows a better performance than that of PEAEC using a typical commercial IrO₂-Ti paper anode with the loading of IrO₂ = 3 mg cm⁻². Furthermore, the key factors that affect the performance of the PEAEC are determined by comparing the performances of the PEAEC with different anode catalysts.

DOI： 10.1016/j.electacta.2020.137078
Improved Redox Cycling Durability in Alternative Ni Alloy-Based SOFC Anodes 査読

Yusuke Ishibashi, Kohei Matsumoto, Shotaro Futamura, Yuya Tachikawa, Junko Matsuda, Stephen M. Lyth, Yusuke Shiratori, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 167 ( 12 ) 2020年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Repeated reduction and oxidation of metallic nickel in the anodes of solid oxide fuel cell (SOFC) causes volume changes and agglomeration. This disrupts the electron conducting network, resulting in deterioration of the electrochemical performance. It is therefore desirable to develop more robust anodes with high redox stability. Here, new cermet anodes are developed, based on nickel alloyed with Co, Fe, and/or Cr. The stable phases of these different alloys are calculated for oxidizing and reducing conditions, and their electrochemical characteristics are evaluated. Whilst alloying causes a slight decrease in power generation efficiency, the Ni-alloy based anodes have significantly improved redox cycle durability. Microstructural observation reveals that alloying results in the formation of a dense oxide film on the surface of the catalyst particle (e.g. Co-oxide or a complex Fe-Ni-Cr oxide). These oxide layers help suppress oxidation of the underlying nickel catalyst particles, preventing oxidation-induced volume changes/agglomeration, and thereby preserving the electron conducting pathways. As such, the use of these alternative Ni-alloy based cermets significantly improves the redox stability of SOFC anodes.

DOI： 10.1149/1945-7111/abac87
Surface-Modified Titanium Fibers as Durable Carbon-Free Platinum Catalyst Supports for Polymer Electrolyte Fuel Cells 査読

D. Kawachino, M. Yasutake, Z. Noda, Junko Matsuda, Stephen Matthew Lyth, Akari Hayashi, K. Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 167 ( 10 ) 2020年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Carbon-based electrodes in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) are prone to corrosion. Therefore, alternative "carbon-free"materials are required. Here, the use of a catalyst-coated porous metal support is proposed as a gas diffusion electrode. As a proof-of-concept, commercially available porous titanium sheets comprising sintered titanium fibers are chemically etched with NaOH, followed by heat treatment. This results in the formation of oxidized titanium nanostructures (such as nanosheets and nanotubes) at the surface. Subsequently, platinum decoration is performed via arc plasma deposition (APD). This porous composite structure is then attached to the membrane, and used as the gas diffusion electrode for PEFC membrane electrode assemblies (MEAs). This concept integrates the catalyst, catalyst support, gas diffusion layer, and current collector in a single structure, cutting down on the number of cell components and reducing total device thickness. The carbon-free nature of this integrated gas diffusion electrode is demonstrated to successfully avoid carbon corrosion during start-stop potential cycling over 60,000 potential cycles. However, further improvements in initial electrochemical activity are still required.

DOI： 10.1149/1945-7111/ab9cd4
Strain effects on the Co oxidation state and the oxygen dissociation activity in barium lanthanum cobaltite thin films on Y₂O₃ stabilized ZrO₂ 査読

A. Fluri, H. Kusaba, J. Druce, M. Döbeli, T. Lippert, J. Matsuda, T. Ishihara

Journal of Materials Chemistry A 8 ( 13 ) 6283 - 6290 2020年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c9ta13142f
Chemo-mechanical strain effects on band engineering of the TiO₂ photocatalyst for increasing the water splitting activity 査読

Yoonyoung Kim, Motonori Watanabe, Junko Matsuda, Aleksandar Staykov, Hajime Kusaba, Atsushi Takagaki, Taner Akbay, Tatsumi Ishihara

Journal of Materials Chemistry A 8 ( 3 ) 1335 - 1346 2020年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c9ta11048h
Spark plasma sintering treatment for introduction of oxygen vacancy in Pt dispersed SrTiO₃ for increasing photocatalytic water splitting activity 査読

Yoonyoung Kim, Motonori Watanabe, Atsushi Takagaki, Junko Matsuda, Tatsumi Ishihara

ChemCatChem 11 ( 24 ) 6270 - 6274 2019年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/cctc.201901549
Cu-Fe-Ni nano alloy particles obtained by exsolution from Cu(Ni)Fe₂O₄ as active anode for SOFCs 査読

Byeongsu Kang, Junko Matsuda, Tatsumi Ishihara

Journal of Materials Chemistry A 7 ( 45 ) 26105 - 26115 2019年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c9ta09482b
Preparation and electrochemical activities of Pt-TiO>2 nanocomposite electrocatalysts for PEFCs 査読

T. Tonosako, D. Kawachino, Z. Noda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 2019 - 236th ECS Meeting Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 19 493 - 505 2019年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09208.0493ecst
MPL/GDL-supported Pt electrocatalysts for PEFCs 査読

H. Odoi, D. Kawachino, Z. Noda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 2019 - 236th ECS Meeting Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 19 507 - 513 2019年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09208.0507ecst
General procedure for 3-dimensional nanostructure analysis of PEFC electrocatalyst layers 査読

H. Manabe, Y. Nakazato, M. Okumura, Z. Nöda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 2019 - 236th ECS Meeting Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 19 189 - 196 2019年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09208.0189ecst
Electrocatalysts supported on nanocrystalline SnO₂ for polymer electrolyte fuel cells 査読

T. Yoshizumi, M. Nagamine, Z. Noda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 2019 - 236th ECS Meeting Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 19, PEFC and E 19 479 - 484 2019年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09208.0479ecst
Alternative Ni-alloy cermet anode materials for SOFCs 査読

Yusuke Ishibashi, Shotaro Futamura, Yuya Tachikawa, Junko Matsuda, Yusuke Shiratori, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

16th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2019 Solid Oxide Fuel Cells 16, SOFC 2019 1889 - 1896 2019年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09101.1889ecst
SOFC anodes impregnated with noble metal catalyst nanoparticles for high fuel utilization 査読

S. Futamura, A. Muramoto, Y. Tachikawa, J. Matsuda, S. M. Lyth, Y. Shiratori, S. Taniguchi, K. Sasaki

16th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2019 Solid Oxide Fuel Cells 16, SOFC 2019 1905 - 1913 2019年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09101.1905ecst
Electrochemical performance, microstructure and chemical compositions of Cu-based nanoparticles driven by exsolution of CuFe₂O₄ in CO₂/H₂O and H₂O electrolysis 査読

K. T. Wu, J. Matsuda, A. Takagaki, T. Ishihara

16th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2019 Solid Oxide Fuel Cells 16, SOFC 2019 2425 - 2432 2019年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/09101.2425ecst
Modifying grain boundary ionic/electronic transport in nano-Sr- And Mg- Doped LaGAO_3-δ by sintering variations 査読

Ting Chen, George F. Harrington, Junko Matsuda, Kazunari Sasaki, David Pham, Erica L. Corral, Nicola H. Perry

Journal of the Electrochemical Society 166 ( 10 ) F569 - F580 2019年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0151910jes
Oxidation-induced degradation and performance fluctuation of solid oxide fuel cell Ni anodes under simulated high fuel utilization conditions 査読

Tatsuya Kawasaki, Junko Matsuda, Yuya Tachikawa, Stephen M. Lyth, Yusuke Shiratori, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

International Journal of Hydrogen Energy 44 ( 18 ) 9386 - 9399 2019年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.02.136
SOFC anodes impregnated with noble metal catalyst nanoparticles for high fuel utilization 査読

Shotaro Futamura, Aki Muramoto, Yuya Tachikawa, Junko Matsuda, Stephen M. Lyth, Yusuke Shiratori, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

International Journal of Hydrogen Energy 44 ( 16 ) 8502 - 8518 2019年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.01.223
Nano strain induced double columnar oxide as highly active oxygen-dissociation electrode for Ni-Fe metal supported solid oxide fuel cells 査読

Byeong Su Kang, Junko Matsuda, Young Wan Ju, Hack Ho Kim, Tatsumi Ishihara

Nano Energy 56 382 - 390 2019年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.nanoen.2018.11.074
Strain effects on oxygen reduction activity of Pr₂NiO₄ caused by gold bulk dispersion for low temperature solid oxide fuel cells 査読

Sun Jae Kim, Taner Akbay, Junko Matsuda, Atsushi Takagaki, Tatsumi Ishihara

ACS Applied Energy Materials 2 ( 2 ) 1210 - 1220 2019年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1021/acsaem.8b01776
Bulk nanocrystalline gamma magnesium hydride with low dehydrogenation temperature stabilized by plastic straining via high-pressure torsion 査読

Kaveh Edalati, Kouki Kitabayashi, Yuji Ikeda, Junko Matsuda, Hai Wen Li, Isao Tanaka, Etsuo Akiba, Zenji Horita

Scripta Materialia 157 54 - 57 2018年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.scriptamat.2018.07.043
In situ transmission electron microscopic observations of redox cycling of a Ni-ScSZ cermet fuel cell anode 査読

Junko Matsuda, Tatsuya Kawasaki, Shotaro Futamura, Tsutomu Kawabata, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

Microscopy 67 ( 5 ) 251 - 258 2018年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1093/jmicro/dfy025
PEFC electrocatalysts supported on Nb-SnO₂ for MEAs with high activity and durability Part II. Application of bimetallic Pt-alloy catalysts 査読

S. Matsumoto, M. Nagamine, Z. Noda, J. Matsuda, S. M. Lyth, A. Hayashi, K. Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 165 ( 14 ) F1164 - F1175 2018年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0321814jes
PEFC electrocatalysts supported on Nb-SnO₂ for MEAs with high activity and durability Part I. Application of different carbon fillers 査読

Y. Nakazato, D. Kawachino, Z. Noda, J. Matsuda, S. M. Lyth, A. Hayashi, K. Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 165 ( 14 ) F1154 - F1163 2018年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0311814jes
Carbon-free all-in-one electrode using porous Ti sheet for PEFCs 査読

Daiki Kawachino, Masahiro Yasutake, Hirotoshi Odoi, Zhiyun Noda, Junko Matsuda, Akari Hayashi, Kazunari Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 18, PEFC and E 2018 - AiMES 2018, ECS and SMEQ Joint International Meeting ECS Transactions 541 - 547 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08613.0541ecst
Pt-decorated oxide/MPL/GDL-supported PEFCs 査読

H. Odoi, Z. Nöda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 18, PEFC and E 2018 - AiMES 2018, ECS and SMEQ Joint International Meeting ECS Transactions 461 - 468 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08613.046ecst
Oxide-core Pt-shell electrocatalysts for PEFCs Photochemical preparation using SnO ² nanoparticles 査読

M. Nagamine, Z. Noda, H. Manabe, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 18, PEFC and E 2018 - AiMES 2018, ECS and SMEQ Joint International Meeting ECS Transactions 531 - 540 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08613.0531ecst
Metal-oxide-supported ir-decorated electrocatalysts for polymer electrolyte membrane water electrolysis 査読

Masahiro Yasutake, Hiroki Anai, Daiki Kavvachino, Zhiyun Noda, Junko Matsuda, Kohei Ito, Akari Hayashi, Kazunari Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 18, PEFC and E 2018 - AiMES 2018, ECS and SMEQ Joint International Meeting ECS Transactions 673 - 682 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08613.0673ecst
FIB-SEM 3-dimensional nanostructure observation of PEFC electrocatalyst layers 査読

H. Manabe, Y. Nakazato, M. Okumura, J. Matsuda, Z. Noda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells and Electrolyzers 18, PEFC and E 2018 - AiMES 2018, ECS and SMEQ Joint International Meeting ECS Transactions 69 - 75 2018年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08613.0069ecst
Mechanism of SrZrO₃ formation at GDC/YSZ interface of SOFC cathode 査読

Jyh Tyng Chou, Yuko Inoue, Tsutomu Kawabata, Junko Matsuda, Shunsuke Taniguchi, Kazunari Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 165 ( 11 ) F959 - F965 2018年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0551811jes
Synthesis and physical properties of brominated hexacene and hole-transfer properties of thin-film transistors 査読

Motonori Watanabe, Takaaki Miyazaki, Toshinori Matsushima, Junko Matsuda, Ching Ting Chein, Masahiko Shibahara, Chihaya Adachi, Shih Sheng Sun, Tahsin J. Chow, Tatsumi Ishihara

RSC Advances 8 ( 24 ) 13259 - 13265 2018年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c7ra13632c
Pt-Ce_0.9Cu_0.1O₂/activated carbon as highly active and stable HI decomposition catalyst 査読

Wachirapun Punkrawee, Azusa Yamanaka, Junko Matsuda, Yukiko Mitoma, Noriko Nishiyama, Tatsumi Ishihara

International Journal of Energy Research 42 ( 3 ) 1088 - 1097 2018年3月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/er.3903
Durability of LSCF-coated Fe-Cr-Al alloy for SOFC applications 査読

H. C. Pham, S. Taniguchi, Y. Inoue, J. Matsuda, J. T. Chou, K. Matsuoka, K. Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 165 ( 3 ) F181 - F188 2018年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0791803jes
Theoretical investigation of solid solution states of Ti_1−xV_xH₂ 査読

Noriko Otani, Akihide Kuwabara, Takafumi Ogawa, Junko Matsuda, Atsuto Seko, Isao Tanaka, Etsuo Akiba

Acta Materialia 134 274 - 282 2017年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.actamat.2017.04.073
Ni-Fe nitride nanoplates on nitrogen-doped graphene as a synergistic catalyst for reversible oxygen evolution reaction and rechargeable Zn-air battery 査読

Yuchi Fan, Shintaro Ida, Aleksandar Staykov, Taner Akbay, Hidehisa Hagiwara, Junko Matsuda, Kenji Kaneko, Tatsumi Ishihara

Small 13 ( 25 ) 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/smll.201700099
Correlating cathode microstructure with PEFC performance using FIB-SEM and TEM 査読

M. Okumura, Z. Noda, J. Matsuda, Y. Tachikawa, M. Nishihara, S. M. Lyth, A. Hayashi, K. Sasakia

Journal of the Electrochemical Society 164 ( 9 ) F928 - F934 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0581709jes
Alternative Ni-impregnated mixed ionic-electronic conducting anode for SOFC operation at high fuel utilization 査読

S. Futamura, Y. Tachikawa, J. Matsuda, S. M. Lyth, Y. Shiratori, S. Taniguchi, K. Sasaki

Journal of the Electrochemical Society 164 ( 10 ) F3055 - F3063 2017年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1149/2.0071710jes
Alternative SOFC anode materials with ion- and electron-conducting backbones for higher fuel utilization 査読

S. Futamura, Y. Tachikawa, J. Matsuda, S. M. Lyth, Y. Shiratori, S. Taniguchi, K. Sasaki

15th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2017 ECS Transactions 1179 - 1187 2017年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/07801.1179ecst
TEM and ETEM study of SrZrO₃ formation at LSCF/GDC/YSZ interfaces 査読

J. Matsuda, S. Kanae, T. Kawabata, J. T. Chou, Y. Inoue, S. Taniguchi, K. Sasaki

15th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2017 ECS Transactions 993 - 1001 2017年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/07801.0993ecst
Investigation of Fe-Cr-Al alloy for metal supported SOFC 査読

H. C. Pham, S. Taniguchi, Y. Inoue, J. T. Chou, J. Matsuda, K. Sasaki

15th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2017 ECS Transactions 2069 - 2075 2017年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/07801.2069ecst
Degradation of SOFCs by various impurities Impedance spectroscopy and microstructural analysis 査読

Y. Kikuchi, J. Matsuda, Y. Tachikawa, Y. Shiratori, S. Taniguchi, K. Sasaki

15th International Symposium on Solid Oxide Fuel Cells, SOFC 2017 ECS Transactions 1253 - 1260 2017年5月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/07801.1253ecst
Modification of surface oxide layer of Fe-Cr-Al alloy with coating materials for SOFC applications 査読

H. C. Pham, S. Taniguchi, Y. Inoue, J. Matsuda, J. T. Chou, Y. Misu, K. Matsuoka, K. Sasaki

Fuel Cells 17 ( 1 ) 83 - 89 2017年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1002/fuce.201600038
Development of PEFC alloy electrocatalysts supported on SnO₂ 査読

S. Matsumoto, M. Nagamine, Z. Noda, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells 17, PEFC 2017 - 232nd ECS Meeting ECS Transactions 907 - 918 2017年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08008.0907ecst
Photochemical preparation of Pt electrocatalysts on SnO₂ support for PEFCs 査読

M. Nagamine, Z. Noda, S. Matsumoto, J. Matsuda, A. Hayashi, K. Sasaki

Symposium on Polymer Electrolyte Fuel Cells 17, PEFC 2017 - 232nd ECS Meeting ECS Transactions 773 - 780 2017年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（その他学術会議資料等）

DOI： 10.1149/08008.0773ecst
Mixing effects of Cr₂O₃-PrBaMn₂O₅ for increased redox cycling properties of Fe powder for a solid-oxide Fe-air rechargeable battery 査読

Hackho Kim, Shintaro Ida, Young Wan Ju, Junko Matsuda, Guntae Kim, Tatsumi Ishihara

Journal of Materials Chemistry A 5 ( 1 ) 364 - 371 2016年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1039/c6ta07911c
Enhanced hydrogen desorption property of MgH₂ with the addition of cerium fluorides 査読

Huai Jun Lin, Junko Matsuda, Haiwen Li, Min Zhu, Etsuo Akiba

Journal of Alloys and Compounds 645 ( S1 ) S392 - S396 2015年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jallcom.2014.12.102
Hydrogen storage performance of TiFe after processing by ball milling 査読

Hoda Emami, Kaveh Edalati, Junko Matsuda, Etsuo Akiba, Zenji Horita

Acta Materialia 88 190 - 195 2015年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.actamat.2014.12.052
Significance of grain boundaries and stacking faults on hydrogen storage properties of Mg₂Ni intermetallics processed by high-pressure torsion 査読

Toshifumi Hongo, Kaveh Edalati, Makoto Arita, Junko Matsuda, Etsuo Akiba, Zenji Horita

Acta Materialia 92 46 - 54 2015年6月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.actamat.2015.03.036
Effect of Mg/Ni ratio on microstructure of Mg-Ni films deposited by magnetron sputtering 査読

Junko Matsuda, Naoki Uchiyama, Tomomi Kanai, Kazumi Harada, Etsuo Akiba

Journal of Alloys and Compounds 617 47 - 51 2014年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jallcom.2014.07.201
High-pressure torsion of palladium Hydrogen-induced softening and plasticity in ultrafine grains and hydrogen-induced hardening and embrittlement in coarse grains 査読

Toshifumi Hongo, Kaveh Edalati, Hideaki Iwaoka, Makoto Arita, Junko Matsuda, Etsuo Akiba, Zenji Horita

Materials Science and Engineering A 618 1 - 8 2014年12月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.msea.2014.08.074
Activation of TiFe for hydrogen storage by plastic deformation using groove rolling and high-pressure torsion Similarities and differences 査読

Kaveh Edalati, Junko Matsuda, Akira Yanagida, Etsuo Akiba, Zenji Horita

International Journal of Hydrogen Energy 39 ( 28 ) 15589 - 15594 2014年9月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2014.07.124
In situ observation on hydrogenation of Mg-Ni films using environmental transmission electron microscope with aberration correction 査読

Junko Matsuda, Kenta Yoshida, Yukichi Sasaki, Naoki Uchiyama, Etsuo Akiba

Applied Physics Letters 105 ( 8 ) 2014年8月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.4894101
Mechanism of activation of TiFe intermetallics for hydrogen storage by severe plastic deformation using high-pressure torsion 査読

Kaveh Edalati, Junko Matsuda, Makoto Arita, Takeshi Daio, Etsuo Akiba, Zenji Horita

Applied Physics Letters 103 ( 14 ) 2013年10月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1063/1.4823555
High-pressure torsion of TiFe intermetallics for activation of hydrogen storage at room temperature with heterogeneous nanostructure 査読

Kaveh Edalati, Junko Matsuda, Hideaki Iwaoka, Shoichi Toh, Etsuo Akiba, Zenji Horita

International Journal of Hydrogen Energy 38 ( 11 ) 4622 - 4627 2013年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2013.01.185
Lattice defects in V-Ti BCC alloys before and after hydrogenation 査読

Junko Matsuda, Etsuo Akiba

Journal of Alloys and Compounds 581 369 - 372 2013年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jallcom.2013.07.073
Lattice defects introduced into LaNi₅-based alloys during hydrogen absorption/desorption cycling 査読

Junko Matsuda, Yumiko Nakamura, Etsuo Akiba

Journal of Alloys and Compounds 509 ( 27 ) 7498 - 7503 2011年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jallcom.2011.04.096
Effects of Ce co-doping at the A site of Sm0.5-xSr0.5CoO3±δ for a high-performance air electrode for solid oxide reversible cells

Khan, S; Staykov, A; Matsuda, J; Kluczny, M; Wu, KT; Ninomiya, K; Nishibori, M; Song, JT; Watanabe, M; Inada, M; Ishihara, T

JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A 13 ( 9 ) 6620 - 6630 2025年2月（ ISSN:2050-7488 eISSN:2050-7496 ）

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出版者・発行元：Journal of Materials Chemistry A

Oxide perovskites, such as SrCoO<inf>3</inf>, are considered to be promising air electrode catalysts for solid oxide cells. SrCoO<inf>3</inf> is composed of non-precious elements and possesses catalytic activity for various reactions, including an oxygen reduction and an oxygen evolution reaction. However, the catalytic activity of this material is typically limited at reduced temperatures. In this study, the catalytic activity of SrCoO<inf>3</inf> was improved by co-doping of cerium (Ce) and samarium (Sm) at the A site (Sr site) of SrCoO<inf>3</inf>. Although Ce was considered the B-site dopant in terms of ionic size and coordination number, a small amount of Ce was successfully substituted at the Sr site, simultaneously with Sm. Oxygen reduction and evolution activity were significantly increased by substitution of a small amount of cerium (∼2.5 mol%) at the A-site. At 973 K, the maximum power density generated from the LaGaO<inf>3</inf>-supported cell with Ce-Sm co-doped SrCoO<inf>3</inf> as an air electrode was 0.62 W cm−2 in fuel cell mode, and the current density in steam electrolysis mode at 1.5 V was 0.93 A cm−2. The increased air electrode activity could be assigned to the improvement in the surface active sites and electrical conductivity of SrCoO<inf>3</inf> by simultaneous substitution of Ce with Sm at the A site.

DOI： 10.1039/d4ta08181a

Web of Science

Scopus
Hybrid Anode Design of Polymer Electrolyte Membrane Water Electrolysis Cells for Ultra-High Current Density Operation with Low Platinum Group Metal Loading

Yasutake, M; Noda, Z; Matsuda, J; Lyth, SM; Nishihara, M; Ito, K; Hayashi, A; Sasaki, K

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 170 ( 12 ) 2023年12月（ ISSN:0013-4651 eISSN:1945-7111 ）

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出版者・発行元：Journal of the Electrochemical Society

Reducing platinum group metal (PGM) loading and high current density operation are both essential for minimizing the capital expenditure (CAPEX) of polymer electrolyte membrane (PEM) electrolyzers. Catalyst-integrated porous transport electrodes (PTEs) in which iridium acts as both a catalyst and a conductive coating on porous transport layer (PTL) surfaces, enable the preparation of Pt-coating-free PTLs, but can also result in relatively high activation and ohmic overvoltages. Here, a novel hybrid anode design combining an intermediate catalyst layer and a catalyst-integrated PTE is developed. This hybrid anode demonstrates that Ir on PTL can contribute to the oxygen evolution reaction (OER) and exhibits comparable electrolysis performance to a conventional anode consisting of Pt-coated PTL with the same Ir loadings despite Pt-coating-free on the PTL of the hybrid anode. This novel anode eliminates the need for a Pt coating whilst also enabling ultra-high current density operations up to 20 A cm−2 with a total PGM loading of only around 0.6 mg cm−2 on the anode side. This paper proposes a next-generation anode structure with new functions of PTLs for ultra-high current density operation with low PGM loading to significantly reduce green hydrogen costs.

DOI： 10.1149/1945-7111/ad1165

Web of Science

Scopus
Cold start cycling durability of fuel cell stacks for commercial automotive applications

Takahashi, T; Kokubo, Y; Murata, K; Hotaka, O; Hasegawa, S; Tachikawa, Y; Nishihara, M; Matsuda, J; Kitahara, T; Lyth, SM; Hayashi, A; Sasaki, K

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY 47 ( 97 ) 41111 - 41123 2022年12月（ ISSN:0360-3199 eISSN:1879-3487 ）

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出版者・発行元：International Journal of Hydrogen Energy

System durability is crucial for the successful commercialization of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) in fuel cell electric vehicles (FCEVs). Besides conventional electrochemical cycling durability during long-term operation, the effect of operation in cold climates must also be considered. Ice formation during start up in sub-zero conditions may result in damage to the electrocatalyst layer and the polymer electrolyte membrane (PEM). Here, we conduct accelerated cold start cycling tests on prototype fuel cell stacks intended for incorporation into commercial FCEVs. The effect of this on the stack performance is evaluated, the resulting mechanical damage is investigated, and degradation mechanisms are proposed. Overall, only a small voltage drop is observed after the durability tests, only minor damage occurs in the electrocatalyst layer, and no increase in gas crossover is observed. This indicates that these prototype fuel cell stacks successfully meet the cold start durability targets for automotive applications in FCEVs.

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2022.09.172

Web of Science

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Suppression of radical attack in polymer electrolyte membranes using a vinyl polymer blend interlayer with low oxygen permeability

Gautama, ZA; Hutapea, YA; Hwang, B; Matsuda, J; Mufundirwa, A; Sugiyama, T; Ariyoshi, M; Fujikawa, S; Lyth, SM; Hayashi, A; Sasaki, K; Nishihara, M

JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE 658 2022年9月（ ISSN:0376-7388 eISSN:1873-3123 ）

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出版者・発行元：Journal of Membrane Science

Decomposition of polymer electrolyte membranes (PEMs) by radical species is a significant issue related to the chemical durability of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). A major contributor to radical formation is the oxygen crossover through the membrane from cathode to anode. Therefore, suppression of oxygen diffusion through the PEM is predicted to effectively mitigate the chemical degradation via radical formation. To confirm this, a simple high oxygen barrier PEM is prepared by sandwiching a thin gas barrier interlayer in between two Nafion 211 membranes. The interlayer consists of poly (vinyl alcohol) (PVA) and poly (vinyl sulfonic acid) (PVS) with various molar ratio. The sandwich PEM can show 286 times lower oxygen permeability than Nafion 212 membrane, which corresponds to 1.7 times longer survival time than Nafion 212 in a chemically accelerated stress test for PEMs known as open circuit voltage (OCV) holding test. Furthermore, the SEM image of the sandwich PEM cross-section shows that the interlayer could survive the OCV holding test despite its lower resistance against radical attack. The results in this study indicate that the addition of high oxygen barrier interlayer can reduce radical formation in PEFC and improve chemical durability.

DOI： 10.1016/j.memsci.2022.120734

Web of Science

Scopus
Accelerated Durability Testing of Fuel Cell Stacks for Commercial Automotive Applications: A Case Study

Takahashi, T; Ikeda, T; Murata, K; Hotaka, O; Hasegawa, S; Tachikawa, Y; Nishihara, M; Matsuda, J; Kitahara, T; Lyth, SM; Hayashi, A; Sasaki, K

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY 169 ( 4 ) 2022年4月（ ISSN:0013-4651 eISSN:1945-7111 ）

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出版者・発行元：Journal of the Electrochemical Society

System durability is crucially important for the successful commercialization of fuel cell electric vehicles (FCEVs). Conventional accelerated durability testing protocols employ relatively high voltage to hasten carbon corrosion and/or platinum catalyst degradation. However, high voltages are strictly avoided in commercialized FCEVs such as the Toyota MIRAI to minimize these degradation modes. As such, conventional durability tests are not representative of real-world FCEV driving conditions. Here, modified start-stop and load cycle durability tests are conducted on prototype fuel cell stacks intended for incorporation into commercial FCEVs. Polarization curves are evaluated at beginning of test (BOT) and end of test (EOT), and the degradation mechanisms are elucidated by separating the overvoltages at both 0.2 and 2.2 A cm-2. Using our modified durability protocols with a maximum cell voltage of 0.9 V, the prototype fuel cell stacks easily meet durability targets for automotive applications, corresponding to 15-year operation and 200,000 km driving range. These findings have been applied successfully in the development of new fuel cell systems for FCEVs, in particular the second-generation Toyota MIRAI.

DOI： 10.1149/1945-7111/ac662d

Web of Science

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講演・口頭発表等

燃料電池・水電解材料のその場TEM観察

松田潤子、立川雄也、佐々木一成

日本顕微鏡学会第81回学術講演会 2025年6月日本顕微鏡学会

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開催年月日： 2025年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

開催地：福岡県福岡市
水素関連材料のその場TEM観察

松田潤子

日本顕微鏡学会第67回シンポジウム 2024年11月日本顕微鏡学会

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開催年月日： 2024年11月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

開催地：北海道札幌市
Ni-GDC触媒の酸化還元雰囲気における状態変化その場観察

松田潤子、山田敬、松原響子、佐々木一成

日本顕微鏡学会第80回学術講演会 2024年6月日本顕微鏡学会

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開催年月日： 2024年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：千葉県千葉市国名：日本国
燃料電池ニッケル触媒の酸化還元挙動に対する酸化物イオン伝導体の影響

松田潤子、遠藤直希、山田敬、佐々木一成

日本顕微鏡学会第79回学術講演会 2023年6月

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開催年月日： 2023年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：島根県松江市国名：日本国
固体酸化物形燃料電池ニッケル基触媒の酸化還元挙動とレドックス耐性

松田　潤子，#松本　滉平，#夏越　克哉，#山田　敬，佐々木　一成

日本顕微鏡学会第78回学術講演会 2022年5月

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開催年月日： 2022年5月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：オンライン国名：日本国
ニッケル触媒粒子への炭素析出過程その場TEM観察

松田　潤子，山本　知一，高橋　真司，中西　寛，松村　晶

日本顕微鏡学会第77回学術講演会 2021年6月

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開催年月日： 2021年6月

記述言語：日本語会議種別：シンポジウム・ワークショップパネル（公募）

開催地：オンライン国名：日本国
ニッケル触媒の高温メタン雰囲気における構造変化その場TEM観察招待

松田　潤子、山本　知一，高橋　真司，中西　寛，佐々木　一成，松村　晶

微細構造解析プラットフォームワークショップ 2020 2020年8月

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開催年月日： 2020年8月

記述言語：日本語会議種別：シンポジウム・ワークショップパネル（公募）

開催地：オンライン国名：日本国
高温メタン雰囲気でのNiOおよびNi粒子の構造変化その場TEM観察

松田　潤子，山本　知一，瓜田　幸幾，中越　修，高橋　真司，松村　晶

日本顕微鏡学会第75回学術講演会 2019年6月日本顕微鏡学会

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開催年月日： 2019年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：愛知県名古屋市国名：日本国
燃料電池電極反応の高温ガス雰囲気・電界下その場TEM観察の検討

松田　潤子，二村　聖太郎，川畑　勉，谷口　俊輔，佐々木　一成

日本顕微鏡学会 2018年5月日本顕微鏡学会

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開催年月日： 2018年5月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：福岡県久留米市国名：日本国
In situ TEM studies of redox cycling of a Ni-ScSZ cermet fuel cell anode 国際会議

J. Matsuda, T. Kawsaki, S. Futamura, T. Kawabata, S. Taniguchi, K. Sasaki

19th International Microscopy Congress 2018年9月

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開催年月日： 2018年9月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：Sydney 国名：オーストラリア連邦

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所属学協会

日本セラミックス協会
電気化学会

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日本顕微鏡学会

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日本金属学会

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日本化学会

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応用物理学会

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委員歴

日本顕微鏡学会　その場観察分科会幹事国内

2019年4月 - 現在

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団体区分：学協会
日本顕微鏡学会　その場観察分科会幹事代表国内

2019年4月 - 2024年3月

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団体区分：学協会

学術貢献活動

日本顕微鏡学会その場観察分科会　2024年研究討論会

役割：企画立案・運営等,　パネル司会・セッションチェア等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会 2024年11月

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種別：学会・研究会等
日本顕微鏡学会その場観察分科会　2023年研究討論会　～環境材料のその場観察最前線～

役割：企画立案・運営等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会（大阪大学） 2023年11月

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種別：学会・研究会等
日本顕微鏡学会その場観察分科会　2022年研究討論会

役割：企画立案・運営等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会（ファインセラミックスセンター Japan ） 2022年11月

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種別：学会・研究会等

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日本顕微鏡学会その場観察分科会　2021年研究討論会

役割：企画立案・運営等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会（ Online Japan ） 2021年10月

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種別：学会・研究会等
日本顕微鏡学会その場観察分科会　2020年研究討論会

役割：企画立案・運営等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会（ Online Japan ） 2020年10月

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種別：学会・研究会等
日本顕微鏡学会その場観察分科会　2019年度研究討論会

役割：企画立案・運営等

日本顕微鏡学会　その場観察分科会（九州大学） 2019年11月

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種別：学会・研究会等

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共同研究・競争的資金等の研究課題

環境制御型透過電子顕微鏡による電極反応メカニズム解明

研究課題/領域番号：25K08268 2025年4月 - 2028年3月

科学研究費助成事業基盤研究(C)

松田潤子

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資金種別：科研費

本研究では、電極／電解質界面や電極表面など局所領域で原子分解能レベルの構造観察と状態分析が可能なETEMを用いて、高温・ガス雰囲気・電圧印加のSOFC/SOECおよびr-SOCの作動環境における材料の微構造と電子状態の変化をその場観察し、これらの電極反応メカニズムと劣化現象の解明を行う。本研究で扱う金属／酸化物界面は、他のデバイスや材料でも機能発現に関わることが多く、本研究で開発するその場TEM観察およびEELS測定技術は燃料電池・水蒸気電解セル以外にも広く適用可能である。

CiNii Research
TEM分析による革新的メタネーション技術推進

2024年8月 - 2025年3月

共同研究

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担当区分：研究代表者資金種別：共同研究
特定環境下における触媒中の活性点状態解析

2024年5月 - 2025年3月

共同研究共同研究

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担当区分：研究代表者資金種別：共同研究
発電と水素製造が可能な次世代固体酸化物形セルの設計指針構築国際共著

2024年2月 - 2029年3月

JST 先端国際共同研究推進事業（ASPIRE）

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資金種別：科研費以外の競争的資金
TEM分析による革新的メタネーション技術推進

2023年8月 - 2024年3月

共同研究共同研究

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担当区分：研究代表者資金種別：共同研究
特定環境下における触媒中の活性点状態解析

2023年3月 - 2024年2月

共同研究共同研究

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担当区分：研究代表者資金種別：共同研究
TEM分析による革新的水素活用技術推進

2022年8月 - 2023年3月

共同研究共同研究

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担当区分：研究代表者資金種別：共同研究
金属担持触媒の電気分極～高感度化された電子線ホログラフィーと雰囲気制御による解明

研究課題/領域番号：21H04623 2021年4月 - 2025年3月

科学研究費助成事業基盤研究(A)

村上恭和, 松田潤子, 吉岡聰, 玉岡武泰, 北條元, 吉田秀人

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担当区分：研究分担者資金種別：科研費

高感度化された電子線ホログラフィー（局所領域の電磁場解析技術）を駆使して、金属担持触媒材料における活性サイトと、その電荷分布・電位分布の特異性を明らかにする。この目的を達成するために、本研究ではガス雰囲気下での電子線ホログラフィー実験を敢行するとともに、画像取得時の電子照射量制御や、データ解析における情報科学的手法（ノイズと微弱信号の正確な分離技術等）を活用して、金属担持触媒が実働環境で示す状態の究明を試みる。

CiNii Research
高分子形と酸化物形の技術融合による電極一体型次世代PEFCの創製

2020年10月 - 2025年3月

NEDO 燃料電池等の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学連携研究開発事業

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資金種別：受託研究
固体電解質中の粒界イオン伝導に関する原子レベルの構造・機構解明

2019年 - 2021年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

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担当区分：研究分担者資金種別：科研費
CREST「多様な天然炭素資源の活用に資する革新的触媒と創出技術」「原子分解能その場観察解析に基づく触媒機能の原理解明と革新的触媒創製」

2017年10月 - 2023年3月

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資金種別：科研費以外の競争的資金
燃料電池材料の電気化学反応その場電子顕微鏡観察

2017年

九州大学ＱＲプログラム　わかばチャレンジ

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担当区分：研究代表者資金種別：学内資金・基金等
次世代燃料電池酸化・還元反応その場観察

2015年

九州大学教育研究プログラム・研究拠点形成プロジェクトＰ＆Ｐ

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担当区分：研究代表者資金種別：学内資金・基金等
水素吸蔵・放出過程における格子欠陥形成機構の解明

研究課題/領域番号：24560853 2012年 - 2015年

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

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担当区分：研究代表者資金種別：科研費

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その他部局等における各種委員・役職等

2012年4月 - 2025年3月研究所カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所　X線取扱主任者

社会貢献・国際連携活動概要

日本顕微鏡学会分科会の活動として、「その場観察」に関わる国内の研究者・技術者が議論したり、情報交換したりする場を提供することを目的に毎年研究会を開催している。特にエネルギー関連材料のオペランド観察・観測について、他の手法も参考にしながら電子顕微鏡の技術・手法が発展していくことを目指している。

社会貢献活動

㈱情報機構セミナー「燃料電池・水電解におけるセル・電極触媒の構造解析および性能・特性評価技術」

役割：講師

㈱情報機構燃料電池・水電解におけるセル・電極触媒の構造解析および性能・特性評価技術 2025年5月

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対象：社会人・一般,　企業

種別：セミナー・ワークショップ
㈱技術情報協会セミナー「燃料電池・水電解の電極触媒およびセルの構造観察・解析法」

役割：講師

㈱技術情報協会燃料電池・水電解の電極触媒およびセルの構造観察・解析法オンライン 2024年2月

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対象：社会人・一般,　学術団体,　企業,　市民団体,　行政機関

種別：セミナー・ワークショップ