OYAIZU, Kenichi

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Advanced Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

https://oyaizu.myportfolio.com/

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Advanced Science and Engineering

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Education 【 display / non-display

  • 1990.04
    -
    1995.03

    Waseda University   Graduate School, Division of Science and Engineering   Department of Applied Chemistry  

  • 1986.04
    -
    1990.03

    Waseda University   Faculty of Science and Engineering   Department of Applied Chemistry  

Degree 【 display / non-display

  • 早稲田大学   博士(工学)

  • Waseda University   PhD

Research Experience 【 display / non-display

  • 2012.04
    -
     

    Professor, Department of Applied Chemistry, Waseda University

  • 2007.04
    -
    2012.03

    Associate Professor, Department of Applied Chemistry, Waseda University

  • 2003.10
    -
    2007.03

    Associate Professor, Institute of Colloid and Interface Science, Tokyo University of Science

  • 1997.04
    -
    2003.09

    Lecturer, Advanced Research Institute for Science and Engineering, Waseda University

  • 1995.04
    -
    1997.03

    Research Assistant, Department of Applied Chemistry, Waseda University

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Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    Research Group on Materials for hydrogen and PEFC, SPSJ

  •  
     
     

    Research Group on Supramolecular Chemistry, SPSJ

  •  
     
     

    The Electrochemical Society of Japan

  •  
     
     

    American Chemical Society

  •  
     
     

    The Society of Polymer Science, Japan

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Research Areas 【 display / non-display

  • Polymer chemistry

Research Interests 【 display / non-display

  • Polymer Synthesis, Functional Polymers

Research Seeds 【 display / non-display

Papers 【 display / non-display

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • “Redox-active Polymers as an Organic Energy Storage Material”, Handbook of Conducting Polymers

    K. Oyaizu, H. Nishide

    CRC Press/Taylor & Francis  2019

  • “レドックスポリマー微粒子を活物質として用いたレドックスフロー電池” 『レドックスフロー電池の開発動向』

    小柳津研一

    シーエムシー出版  2017 ISBN: 9784781312620

  • “高分子ラジカル電池”, 『スピン化学が拓く分子磁性の新展開』, CSJカレントレビュー

    西出宏之, 小柳津研一

    化学同人  2014 ISBN: 9784759813760

  • “Organic Batteries”, Encyclopedia of Sustainable Science and Technology, ed by R. A. Meyers

    H. Nishide, K. Oyaizu

    Springer  2012 ISBN: 9780387894690

  • “Polyradicals in Batteries”, Encyclopedia of Radicals in Chemistry, Biology and Materials, ed by C. Chatgilialoglu, A. Studer

    K. Oyaizu, H. Nishide

    Wiley  2012 ISBN: 9780470971253

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Misc 【 display / non-display

  • PMSE 433-Radical polymers for organic-based rechargeable device

    Hiroyuki Nishide, Kenichi Oyaizu

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   236  2008.08

    Research paper, summary (international conference)  

  • Radical battery: A paper-like polymer-based rechargeable device

    Hiroyuki Nishide, Takeo Suga, Kenichi Oyaizu

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   234  2007.08

    Research paper, summary (international conference)  

  • Microelectrode Studies of Electrochemical Reaction using Supercritical Carbon Dioxide as the Solvent

    D. Komago, H. Yan, T. Sato, A. Yamaguchi, K. Oyaizu, M. Yuasa

    Proceedings of 7th International Symposium on Supercritical Fluids (ISSF2005)    2005.05

  • Copper(II) complexes resulting from the oxygenation of (2,9-dimethyl-1,10-phenanthroline)copper(I) chloride in the presence of dimethylformamide (vol 74, pg 869, 2001)

    K Oyaizu, M Ueno, H Li, E Tsuchida

    BULLETIN OF THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN   74 ( 12 ) 2463 - 2463  2001.12

    Other  

  • Multielectron transfer of a decanuclear oxovanadium cluster and application to oxygen batteries.

    K Oyaizu, EL Dewi, E Tsuchida

    ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY   220   U467 - U467  2000.08

    Research paper, summary (international conference)  

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Industrial Property Rights 【 display / non-display

  • 正極材および蓄電デバイス

    小柳津 研一, 西出 宏之, 畠山 歓

    Patent

  • 樹脂組成物

    小柳津 研一, 松島 貫太, 渡辺 青瑚, 高山 央

    Patent

  • 硫黄含有重合体、その製造方法、及び、硫黄含有重合体組成物

    小柳津 研一, 渡辺 青瑚, 松島 貫太, 高山 央

    Patent

  • ポリマー、電極活物質及び二次電池

    小柳津 研一, 西出 宏之, 畠山 歓, 鈴木 美結, 赤羽 智紀

    Patent

  • 燃料電池セル

    小柳津 研一

    Patent

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Awards 【 display / non-display

  • Prizes for Science and Technology, The Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    2013.04  

  • Oleo Science Award

    2007.06   Japan Oil Chemists' Society  

  • Chemical Society of Japqan Award for Young Chemists

    2002.03  

  • Award for Encouragement of Research in Polymer Science; The Society of Polymer Science, Japan

    2001.05  

  • Mizuno Award

    1995.03   Waseda University  

Research Projects 【 display / non-display

  • 高速移動水素による次世代創蓄電デバイスの設計

    Project Year :

    2018.06
    -
    2023.03
     

     View Summary

    プラスチックフィルム中でプロトンを高速移動させるための構造要件を検討した、スルホフェニレンを側鎖に複数連結してスルホン酸基を高密度導入することにより、バルクのイオン交換容量がほぼ同じであるプラスチックフィルムに比べて親水性が1.4倍、プロトン導電率が4.5倍増大することを見出した。コンパクトな分子構造で密度高いポリビニルフルオレノンを設計・合成し、その電荷および水素の交換反応と水素発生を明らかにした。数wt%の高質量水素密度を期待し、水素付加・脱離体をフルオレノンから窒素複素環式化合物へと拡張したポリビニルキノキサリンを設計・合成し、常圧、80~120℃の温和な条件下で可逆的に水素化・水素発生が起こることを確認した。酸性水溶液を用いたリチャージャブル燃料電池のモデルデバイスとして、電子/プロトン交換反応に基づく有機レドックスポリマーを負極に用いた有機空気二次電池を作製し、予備的な検討ではあるものの500回を超える高いサイクル特性を実証した。界面から移動するプロトンの移動速度をその場で計測する新手法として、遠紫外域の界面選択的分光(Far-UV-ATR)法の確立に取り組み、水素の貯蔵・放出する高分子膜を第一の対象として計測を進めた。水素を付加・脱離した化学状態の違いにより250nm付近に顕著な吸収違いが見られ、この電子遷移を時間依存密度汎関数法で帰属した。さらにIr錯体共存下での加熱による水素発生過程(酸化)、電極からの電子移動と水の付加によるアルコールへの還元過程の観測に成功した。親水性ポリビニルフルオレノンを水素貯蔵性高分子シートとしてアノード側に内蔵することにより、発電と充電を繰り返して行うことができるリチャージャブル燃料電池の原理を計画を前倒して実証した。水素高速移動機能の高度化を推進し、プラスチックフィルム中におけるプロトンの挙動を制御する分子設計および高次構造形成技術を確立し、従来の有機材料に比べて著しく高いプロトン導電率を示す薄膜を達成した。また、これらの成果を他計画研究と融合させることにより発展させ、リチャージャブル燃料電池の原理を計画を前倒して実証することができた。本計画研究では5年間の間に、水素高速移動機能の高度化(ステージⅠ)、学問分野の枠を超えた水素機能の融合(ステージⅡ)、領域全体での多彩な高次水素機能の誘起(ステージⅢ)に順次取り組む。2020年度はステージIIでの研究を進めながら、他計画研究との連携を一層深めながらステージIIIへ移行していく。プラスチック薄膜中におけるプロトン高密度化と高速移動:スルホン酸化ポリフェニレン系高分子において、フェニレン環の置換位置や配列規則性がプラスチックフィルムとしての物性に及ぼす効果を明らかにする。A05-1と連携しながらフィルム中における水の分布を詳細に解析し、高プロトン導電性を示す構造要件を整理する。高分子双安定性を利用した水素の貯蔵・放出の高速・高密度化:水素供与体と受容体が同程度に安定である「双安定性(を有する)高分子」を利用して、水素の貯蔵と放出を高速化・高密度化させることを目指す。A04と連携しながら、例えば二級アルコールとこれから2プロトンが脱離したジアニオンが共に安定構造となるような有機化合物を高分子化して、プロトンの交換反応速度を著しく増加させることを目指す。新規深紫外界面分光(Far-UV-ATR)法による水素貯蔵高分子の構造解析:分担者が開発したFar-UV-ATR法を用いて、電位や雰囲気を厳密に制御した条件下でポリビニルフルオレノンなどの水素貯蔵高分子の構造変化を解明する。電極界面から深さ方向の官能基を定量的に解析し、水素貯蔵・放出過程のその場観察を行う。これらの課題に関して、公募研究との連携も開始して、多様な高次水素機能の発現を加速する

  • Development of Energy Conversion Materials Based on Bistability of Polymers

    Project Year :

    2017.04
    -
    2022.03
     

  • Development of High-density Redox Fluid for Charge Storage

    Project Year :

    2018.06
    -
    2021.03
     

  • Synthesis of Pure and High Molecular-weight Poly(phenylene sulfide) Derivatives and Development of Their Functionality

    Project Year :

    2016.04
    -
    2018.03
     

     View Summary

    Polymerization of diphenyl disulfide (PhSSPh) proceeded in the presence of vanadyl complexes to catalyze the oxidation of PhSSPh with oxygen. Because water decomposed the active form of the catalyst, pricy strong acid anhydrides have been regarded as essential. We solved this problem using molten PhSSPh as the monomer, where the eliminated water was removed by evaporation. This led to the establishment of the process to yield highly pure and high molecular-weight PPS. Calculation results suggested the terminal disulfide functionality, based on the comparison of the HOMO levels and the shapes of their lobes. The reaction was expanded to those with many kinds of diaryl disulfides to yield poly(1,4-arylene sulfide)s (PAS), typically for those containing methyl groups at the phenyl ring. The PAS, derived from bis(3,5-dimethylphenyl) disulfide, showed a high glass transition temperature with the capability of wet processing by virtue of the enhanced solubility in common organic solvents

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Presentations 【 display / non-display

  • 有機ラジカル型色素増感太陽電池の高機能化

    日本化学会第94春季年会 

    Presentation date: 2014.03

  • 創電・エネルギー貯蔵分野における高分子未来技術

    ゴム技術フォーラム, ゴム・エラストマーと資源・エネルギー, 第3回調査委員会 

    Presentation date: 2014.02

  • ラジカルイオン電池の最新動向

    高分子学会第22回ポリマー材料フォーラム 

    Presentation date: 2013.11

  • 有機ラジカル型色素増感太陽電池-電荷輸送の基礎と応用

    光化学協会370-01光化学応用講座, 次世代光電変換技術への応用 

    Presentation date: 2013.10

  • 創電・エネルギー貯蔵分野における高分子未来材料

    第58回高分子夏季大学 

    Presentation date: 2013.07

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Specific Research 【 display / non-display

  • 高耐熱・結晶性エンプラの精密3D造形を目指した革新的相溶化法の開拓

    2019  

     View Summary

    本研究は,ポリフェニレンスルフィド(PPS)の機能展開を目指し, PPSの三次元(3D)プリンティング造形の鍵になりうる新しい高分子物質を開拓することを目的とした。モノマーであるジフェニルジスルフィドにメチル基,エチル基,メトキシ基,アルケニル基を導入し,対応するポリマーを直鎖かつ成形加工可能な高分子量体として得た。2,6-位にアルキル基を有する場合,PPSは完全非晶質になりポリスチレンとの相溶性を獲得することを明らかにしている。今回得られたPPS誘導体も同様の相溶性を示した。アルケニル基の反応性により無機酸化物との親和性が向上し,コンポジット材料として展開できることも明確にした。

  • 低環境負荷型合成プロセスによる超高屈折率ポリマーの創出

    2018  

     View Summary

    本研究は,申請者らが見出した芳香族ジスルフィド類の酸化重合をさらに追究し,ポリフェニレンスルフィド誘導体をはじめとしたポリチオエーテル高分子の革新的合成法として幅広く確立するとともに,低環境負荷かつ省エネプロセスでの芳香族系耐熱性高分子材料の合成法として定着させることを目的として展開した。特に,従来にない透明かつ高屈折率の機能性光学樹脂を創出することを目指した。この結果,従来の芳香族求核置換反応機構に基づく重縮合では困難とされたアルキル置換基を有する新規PPS誘導体が酸化重合で簡単に合成できることを確立した。これらが完全非晶質の耐熱性固体を与えることを明らかにし,熱特性を兼ね備えた透明光学樹脂としての展開と合わせ,関連する無定形高分子固体における電荷・イオン輸送の解明にも役立つ知見を得た。

  • 電極活物質に用いる高度機能性バインダーの研究開発

    2016  

     View Summary

     本申請は、ラジカルポリマーに関するこれまでの研究で見出された有機系活物質の酸化還元に伴う制御可能な膨潤・収縮過程を、全く新しいバインダー材料として応用する着想で、活物質の充放電に伴う体積変化を補償する高度機能性バインダーを創出することを目的とした。特に、酸化・還元と膨潤・収縮の両状態を自在かつ可逆的にコントロールできる新規バインダー材料として、スルホン酸基を含有させたニトロキシドラジカルポリマーが従来のp型とは異なる電解質カチオンによる電荷補償過程(n型過程)を示すことの発見に基づき、その具体例を展開した。    

  • 電荷分離・輸送分子の組織化による新しい光電変換系の構築

    2015  

     View Summary

    本研究は、有機二次電池の具体化に不可欠な高特性の電極活物質を創出するとともに、色素分子の複合化により、光電変換能を引き出すことを目的とした。特に、これらの支配因子と考えられる膜/電解液界面における物質移動を、レドックス基と化学結合させた色素分子を用いて効率化する切り口から、光電荷分離に関わる基本的な性質を引き出すことを試みた。その結果、これらと電解質の界面に配置させた色素部位の増感反応を活用し、効率高い有機太陽電池を試作・動作実証することが可能となった。さらに、光電荷分離・輸送性を高めた新しいポリマーの設計 (例えば色素準位とマッチさせたポテンシャル勾配の形成など) により、光電変換系としての変換効率を向上させた。これら基礎的追究から得られる知見を総合し、有機太陽電池を構成しうる斬新な光電荷分離・輸送材料としての可能性を明確にした。

  • 電荷分離・輸送制御による人工光合成システムの構築

    2015  

     View Summary

    本研究は、可逆的な酸化還元を示すレドックス席を密度高く有するレドックスポリマー、すなわち高密度レドックスポリマーが形成する膜における電子移動と、それに伴うイオン輸送の解明により、水の光分解に資する電荷輸送物質を創出するとともに、レドックス/色素複合分子による光電荷分離系へ拡張し、人工光合成モデルとしての可能性を明確にすることを目的とした。このような分子組織体を電荷輸送層に利用したセルを予備的に試作した。さらに、光電荷分離・輸送性を高めた新しい高密度ポリマーの設計により、光反応系としての効率を向上させる因子を明確にした。これらの知見を総合し、人工光合成モデルを構成する光電荷分離・輸送材料としての具体化の可能性を明らかにした。

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Syllabus 【 display / non-display

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Committee Memberships 【 display / non-display

  • 2020.06
    -
    2022.05

    高分子学会国際交流委員会  第35期委員

  • 2020.06
    -
    2022.05

    高分子学会関東支部  第35期常任幹事

  • 2020.04
    -
    2022.03

    高分子学会水素•燃料電池材料研究会  第35期運営委員

  • 2020.04
    -
    2022.03

    高分子学会超分子研究会  第35期運営委員

  • 2021.01
    -
    2022.02

    日本化学会第11回化学フェスタ実行委員会  実行委員

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