花田 信子 (ハナダ ノブコ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

講師(専任)

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

経歴 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    広島大学 大学院先端物質科学研究科 量子物質科学専攻

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 反応工学、プロセスシステム工学

  • 構造材料、機能材料

論文 【 表示 / 非表示

  • Numerical simulation of heat supply and hydrogen desorptionby hydrogen flow to porous MgH2 sheet

    Keisuke Yoshida, Kosuke Kajiwara, Hisashi Sugime, Suguru Noda, Nobuko Hanada

    Chemical Engineering Journal     129648 - 129648  2021年04月  [査読有り]

    DOI

  • Electrolysis of ammonia in aqueous solution by platinum nanoparticles supported on carbon nanotube film electrode

    Nobuko Hanada, Yusuke Kohase, Keisuke Hori, Hisashi Sugime, Suguru Noda

    Electrochimica Acta   341   136027 - 136027  2020年05月  [査読有り]

    DOI

  • Effect of CO2 on hydrogen absorption in Ti-Zr-Mn-Cr based AB2 type alloys

    Nobuko Hanada, Hirotaka Asada, Tessui Nakagawa, Hiroki Higa, Masayoshi Ishida, Daichi Heshiki, Tomohiro Toki, Itoko Saita, Kohta Asano, Yumiko Nakamura, Akitoshi Fujisawa, Shinichi Miura

    Journal of Alloys and Compounds   705   507 - 516  2017年05月  [査読有り]

    DOI

  • Material transformation of alumina and influence on leakage current by application of DC high voltage at high temperatures

    Satoshi Kawato, Nobuko Hanada, Masashi Mitsui, Masayoshi Ishida

    IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials   137 ( 12 ) 685 - 692  2017年

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    In order to investigate a material transformation of alumina (Al2O3) and an influence on leakage current by application of high DC voltage at high temperatures, the leakage current of two alumina samples were measured for 100 hours and the elemental analyses were carried out. The leakage current tended to decrease, and the electrical conductivity decreased with increasing applied voltage. The activation energies of electrical conduction of two samples were nearly equal. Thus, the reproducibility of these results was confirmed. After the experiments, deposits of impurities contained in alumina were observed in the surrounding area of the positive electrode. Furthermore, Na, which was contained in Pt paste used for preparing the electrodes, can be a charge career of alumina because it was detected from only negative electrodes. Therefore, the reason why the leakage current decreased is the decrease in the amount of charge careers because of the deposits of impurities.

    DOI

  • dc Voltage Insulating Properties of Various Inorganic Materials in Hydrogen Atmosphere at High Temperatures

    Koichi Takahashi, Nobuko Hanada, Masayoshi Ishida

    ELECTRICAL ENGINEERING IN JAPAN   193 ( 4 ) 1 - 8  2015年12月  [査読有り]

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    In this study, the dc voltage insulating properties in a hydrogen atmosphere at high temperatures (600 degrees C to 850 degrees C) were evaluated for alumina (Al2O3), magnesia (MgO), silicon nitride (Si3N4), and mica (KMg3(Si3Al)O-10(OH)(2)) to comprehend the difference in the insulating properties of oxide, nitride, and minerals. The activation energies of the electrical conductivity of alumina and magnesia in hydrogen were larger than those in air. On the other hand, the electrical conduction values for silicon nitride and mica in hydrogen were the same as those in air. Therefore a low oxygen partial pressure would have some influence on the electrical conduction of oxides. Increasing the temperature did not result in a large change in the electrical conduction mechanism in any of the materials in either atmosphere. The maximum partial discharge (PD) in hydrogen tended to increase compared to that in air at high voltage. The applied voltage at which the maximum amount of PD started to increase rapidly became lower with increasing temperature in all materials and in both atmospheres. The total amount of PD tended to decrease with increasing temperature in all materials and in both atmospheres. However, above a certain temperature, the total amount of PD either increased or showed a slight decrease.

    DOI

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 触媒を付与した窒素吸蔵材料電極適用による液体アンモニア電気分解反応の過電圧低減

    研究期間:

    2016年04月
    -
    2018年03月
     

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    液体アンモニアから電気分解により水素を取り出す際の課題として、窒素放出を伴うアノード反応の過電圧が大きいことが挙げられる。1元系および2元系触媒電極を適用して、アノード反応の評価を行った。一元系触媒の効果を調べるために、窒素との結合のしやすさが異なる触媒金属を用いた。低電位での各触媒金属における電流密度を金属窒化物生成エンタルピーに対してプロットすることにより火山型の相関関係が得られることが明らかになった。二元系触媒はPt-Fe系を検討し、粒子レベルおよび原子レベルでの複合化どちらにおいても、一元系触媒よりもアノード反応活性が下がることが分かった。水素キャリアとしての液体アンモニアから電気分解により水素を取り出す方法の研究を行った。窒素放出を伴うアノード反応の過電圧を下げるために、一元系もしくは二元系触媒電極を適用した。窒素との結合のしやすさが異なる一元系触媒金属を用いた場合は、低電位での各触媒金属における電流密度と金属窒化物生成エンタルピーの間に相関関係が得られることが明らかになった。二元系触媒は粒子レベルおよび原子レベルでの複合化の影響を調べ、今回検討したPt-Fe系触媒では、一元系触媒よりもアノード反応活性が下がることが分かった

  • 固体酸化物形燃料電池の大容量化に資する電気絶縁信頼性向上

    研究期間:

    2015年04月
    -
    2018年03月
     

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    高温領域(600-900℃)および酸化還元雰囲気中での無機材料であるアルミナの電気絶縁特性と材料性状の関係を調査した。ガスの違いが絶縁特性と材料性状それぞれの変化に大きな影響を与えることを示した。絶縁特性の距離依存性の調査では沿面距離に単純比例しないことを明らかにした。無機材料への空間電荷分布測定法の適用を図ったところ,大半の材料では分布が反転する傾向が得られた。電気特性の異なる一部の無機材料ではそのような傾向は見られないことから,その要因として材料の電気特性が大きく影響していることが示唆された

  • 水素貯蔵媒体としての液体アンモニア利用のための高効率電気分解セルの構築

    研究期間:

    2012年04月
    -
    2014年03月
     

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    液体アンモニアから水素を取り出す高効率な電気分解セルの構築のために、電極形態及び電極材料の検討を行い液体アンモニア電気分解に対する過電圧低減効果を明らかにした。電気めっきにより作製した白金黒電極の電極形態の影響を調べた結果、電極反応表面積ではなく、Pt担持量とPt粒子径が過電圧低減に寄与することが示された。またPt電極を用いた電極反応において、アノード過電圧はカソード過電圧の5倍大きいことが分かった。アノード過電圧を低減するPt-Ru電極を適用することで、理論分解電圧付近である0.1Vでの液体アンモニア電気分解反応が示された

  • 固体酸化物形燃料電池における高温電気絶縁の特性解明に基づく設計指針の確立

    研究期間:

    2011年04月
    -
    2014年03月
     

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    高温領域(600-850℃)およびSOFCのアノードガス雰囲気中での無機材料の電気絶縁現象の把握および解明を行い、絶縁設計の指針を示した。各種無機材料に対する直流絶縁特性評価より、マグネシアが最も絶縁抵抗が高く絶縁材料として最適であることが示された。マグネシアを主成分とするSOFCの主絶縁部に対するアノードガス成分の影響調査より、水素ガス自体およびそのリークにより発生し得る水素燃焼反応の熱や火炎が絶縁性能を劣化させることが明らかになった

特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • オンボード水素供給に向けたアンモニア電気分解の高電流密度・高効率化

    2020年   野田優, 赤木夏帆, Patil Neel, 佐々木隆一, 沓抜佳奈

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    高容量水素貯蔵のキャリアとしてアンモニアに着目し、液体アンモニアもしくはアンモニア水溶液から電気分解により水素を生成する。本研究では、高電流密度を低電圧で出力するために、2元系アノード電極触媒の検討を行った。液体アンモニア電気分解反応に対して、比較的窒素との結合強さが近い金属の組み合わせであるNi-Pt触媒を適用した。Ni板にPtをスパッタしてアニール処理した電極を用い、表面積変化の影響を除去して評価を行った。Pt単体触媒比べてNi-Pt の二元系触媒はアノード反応に対して効果が見られなかった。Ni とPt の組み合わせでは、N との結合が強いNi に律速が支配されてしまい二元系の効果が見られない可能性が高い。

  • 液体アンモニア電気分解のカソード反応機構解明および高電流効率化

    2020年   佐々木

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    高容量水素貯蔵のキャリアとしてアンモニアに着目し、液体アンモニアから室温で電気分解により水素生成を行った。電気分解が起きていることは確認されているが、電流効率は85%程度であり100%に達していない。この原因がカソード反応における溶媒和電子発生の副反応にあるという仮説のもと、電流効率と溶媒和電子発生の関係を調べた。液体アンモニア電気分解の定電位測定において電位を-0.3、-0.5、-0.7 V vs H2/NH3 と変化させた結果、低電位であるほど溶媒和電子が多く発生することが観察された。しかし、-0.3 Vと-0.5 Vでの定電位測定の電流効率は82.9 %、82.5%とほとんど同じであったことから、低電流効率の要因は他にも存在することが示唆された。

  • 水素生成のための液体アンモニアおよび水溶液中アンモニア電気分解特性の向上

    2019年   野田優, 小長谷優佑, 赤木夏帆, Patil Neel

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    高容量水素貯蔵のキャリアとしてアンモニアに着目し、液体アンモニアもしくはアンモニア水溶液から電気分解により水素を生成した。本研究では、高電流密度を低電圧で出力する高効率な電気分解セル構築のための基礎検討を行った。液体アンモニア電気分解反応に対して、過電圧の高いアノード反応特性の向上のために、触媒金属の窒素との結合のしやすさに着目した。窒素との結合が中間の強さである触媒金属が高電流密度を示すことが明らかになった。また、アンモニア水溶液電気分解反応に対しては、電極の反応場を3次元的に拡張するために白金ナノ粒子を担持したカーボンナノチューブ膜電極を適用し、アノード電流密度の増大を実現した。

  • 液体アンモニア電気分解への電極触媒を内包したカーボンナノチューブ膜電極の適用

    2017年  

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    Ammonia (NH3), which has high volumetric hydrogen density and high gravimetric hydrogen density, is one of the promising media to store and transport hydrogen. We have performed the direct electrolysis of liquid ammonia for hydrogen generation. This method would be able to decompose ammonia itself by keeping high hydrogen density at room temperature. In this study 3D structured electrode with platinum nanoparticles supported on carbon nanotube (CNT) film was fabricated to increase the current density and decrease anode over potential for liquid ammonia electrolysis. The platinum nanoparticles were loaded on CNT by reducing Pt ion in Ethylene Glycol at 100 to 180 ºC. The smaller Pt nanoparticles were synthesized by increasing loading temperature. The average particle size of Pt nanoparticles on CNT was 3.6 nm and surface area of Pt was several hundred times of the electrode area. The electrode of Pt nanoparticles on CNT decreased anode overpotential and increased the current density at lower potential in ammonia electrolysis.

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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