2024/12/23 更新

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フクナガ　アキヒコ
福永　明彦
所属
理工学術院 先進理工学部
職名
教授（任期付）
学位
博士

経歴

  • 2019年04月
    -
    　

    早稲田大学   応用化学科   教授

  • 1984年04月
    -
    2019年03月

    日本石油（株）、現：ENEOS（株）

学歴

  • 　
    -
    1997年06月

    カーネギー・メロン大学大学院   工学研究科   材料工学科  

  • 　
    -
    1984年03月

    早稲田大学大学院   理工学研究科   資源および金属工学専攻  

  • 　
    -
    1982年03月

    早稲田大学   理工学部   金属工学科  

委員歴

  • 2020年06月
    -
    　

    公益社団法人自動車技術会  燃料電池部門委員会 委員

  • 2019年04月
    -
    　

    SAE Fuel Cell Interface Task Force Committee  member

  • 2019年04月
    -
    　

    SAE 燃料電池インターフェイスタスクフォース委員会  委員

  • 2018年06月
    -
    2019年03月

    燃料電池実用推進協議会  充填ＴＦリーダー

  • 2015年09月
    -
    2019年03月

    燃料電池実用推進協議会  運営費TFリーダー

  • 2018年04月
    -
    　

    The Iron and Steel Institute of Japan  "Hydrogen Embrittlement" Foram Member

  • 2018年04月
    -
    　

    日本鉄鋼協会  「水素脆化の基本要因と実用課題」フォーラム 委員

  • 　
    -
    2018年

    水素供給利用技術協会  ISO/TC197ワーキンググループ24国内委員会委員

  • 　
    -
    2018年

    高圧ガス保安協会  圧縮水素スタンド保安検査基準等検討分科会委員

  • 2016年
    -
    2017年

    石油エネルギー技術センター  距離規制見直し検討会委員

  • 　
    -
    2017年

    石油エネルギー技術センター  保安検査基準分科会委員

  • 　
    -
    2017年

    石油エネルギー技術センター  充填関係基準分科会委員

  • 　
    -
    2017年

    日本非破壊検査協会  「圧縮水素スタンド用鋼製蓄圧器の超音波探傷試験方法」NDIS2431(2018)NDIS原案作成委員会委員

  • 　
    -
    2017年

    高圧ガス保安協会  IT障害やテロ等の想定外事象を踏まえた遠隔監視技術等の活用による保安体制のあり方に関する調査勉強会委員

  • 　
    -
    2016年

    石油エネルギー技術センター  散水基準検討会委員

  • 2008年
    -
    2012年

    燃料電池実用推進協議会  燃料電池システムＷＧ副主査

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所属学協会

  • 　
    　
    　

    日本鉄鋼協会

  • 　
    　
    　

    炭素材料学会

  • 　
    　
    　

    電気化学会

  • 　
    　
    　

    日本化学会

研究キーワード

  • カーボンリサイクル、エネルギー、水素、燃料電池、炭素、金属

受賞

  • エンジニアリング功労賞

    2003年   エンジニアリング振興協会   日本初のガス化複合発電設備の商業化  

    受賞者： 根岸IGCC-PJ

 

論文

  • Pulse electrodeposition of Ni–P alloy coatings from Watts baths: P content, current efficiency, and internal stress

    Akihiko Fukunaga, Shigetomo Ueda

    Electrochimica Acta   502   144839 - 144839  2024年10月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

  • Hydrogen embrittlement behaviors during SSRT tests in gaseous hydrogen for cold-worked type 316 austenitic stainless steel and iron-based superalloy A286 used in hydrogen refueling station

    Akihiko Fukunaga

    Engineering Failure Analysis   160   108158 - 108158  2024年06月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    1
    被引用数
    (Scopus)

  • Hydrogen embrittlement behavior of iron-based superalloy A286

    Akihiko Fukunaga

    Procedia Structural Integrity   54   115 - 122  2024年

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

  • Dehydrogenation of methylcyclohexane using solid oxide fuel cell – A smart energy conversion

    Akihiko Fukunaga, Asami Kato, Yuki Hara, Takaya Matsumoto

    Applied Energy   348   121469 - 121469  2023年10月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    6
    被引用数
    (Scopus)

  • Effect of high-pressure hydrogen environment in elastic and plastic deformation regions on slow strain rate tensile tests for iron-based superalloy A286

    Akihiko Fukunaga

    International Journal of Hydrogen Energy   48 ( 47 ) 18116 - 18128  2023年06月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    2
    被引用数
    (Scopus)

  • Differences between internal and external hydrogen effects on slow strain rate tensile test of iron-based superalloy A286

    Akihiko Fukunaga

    International Journal of Hydrogen Energy   47 ( 4 ) 2723 - 2734  2022年01月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    DOI

    Scopus

    12
    被引用数
    (Scopus)

  • リン酸系電解液を用いたSUS304の電解研磨における反応機構

    福永明彦, 趙康

    表面技術   72 ( 8 ) 443 - 449  2021年08月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    DOI

  • 次世代水素ステーションの低コスト化に向けた技術検討

    福永明彦

    JXTG Technical Review   61 ( 1 ) 25 - 33  2019年03月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • Slow Strain Rate Tensile Test Properties of Iron-Based Superalloy SUH660 in Hydrogen Gas

    Akihiko Fukunaga

    ISIJ International   59 ( 2 )  2019年02月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • 鉄基超合金SUH660の水素環境下での低ひずみ速度引張試験特性

    福永明彦

    鉄と鋼   104 ( 6 ) 46 - 53  2018年06月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • 高圧水素を充填する複合容器の技術基準について

    福永明彦, 吉田剛, 石本裕保, 川又和憲, 中妻孝之

    石油エネルギー技術センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集    2014年07月

    担当区分：筆頭著者

  • 次世代エネルギー産業を支える溶接技術 第2章 次世代エネルギー産業の動向とそれに関わる溶接技術へのニーズと課題 燃料電池・水素エネルギー

    福永明彦

    溶接学会誌   83 ( 1 ) 63 - 69  2014年01月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • Degradation of Membrane Electrode Assemblies utilizing PtRu Catalysts under High Potential Conditions

    Koji Matsuoka, Shigeru Sakamoto, Akihiko Fukunaga

    Journal of Power Sources   238   251 - 256  2013年09月  [査読有り]

    担当区分：最終著者

    DOI

    Scopus

    7
    被引用数
    (Scopus)

  • 固体高分子形燃料電池における可視化技術への期待－水移送特性とMEA性能－

    福永明彦, 鈴木修一

    可視化情報学会誌   31 ( 123 ) 134 - 138  2011年10月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

    CiNii

  • ENEOSセルテックにおける高温低加湿運転に対応した固体高分子型燃料電池用MEAの開発

    鈴木修一, 松岡孝司, 坂本滋, 福永明彦

    燃料電池   10 ( 2 ) 37 - 42  2010年

    担当区分：最終著者

    CiNii

  • 石油系燃料を用いた家庭用燃料電池コジェネレーションシステムの開発状況

    福永明彦

    日本エネルギー学会誌   85 ( 12 ) 948 - 952  2006年12月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • Anodic surface oxidation for pitch-based carbon fibers and interfacial bonding strength to epoxy matrices

    A. Fukunaga, S. Ueda

    Composites science and technology   ( 60 ) 249 - 254  2000年02月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • 炭素繊維の表面及び内部改質に関する研究

    福永明彦

    早稲田大学大学院理工学研究彙報   ( 46 ) 193  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 最終著者, 責任著者

  • Synthesis, structure, and superconducting properties of NbC nanorods and nanoparticles

    A. Fukunaga, S.Chu, M. E. McHenry, M. Nagumo

    Materials Trans. JIM   40 ( 40 ) 118 - 122  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    CiNii

  • Using carbon nanotubes for the synthesis of transition metal carbide nanoparticles

    A. Fukunaga, S.Chu, M. E. McHenry

    J. Mater. Sci. Lett.   ( 18 ) 431 - 433  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Plasma treatment of pitch-based ultra-high modulus carbon fibers

    A. Fukunaga, T. Komami, S. Ueda, M. Nagumo

    Carbon   ( 37 ) 1087 - 1091  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Air-oxidation and anodization of pitch-based carbon fibers

    A. Fukunaga, S. Ueda, M. Nagumo, Carbon

    Carbon   ( 37 ) 1081 - 1085  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Anodic surface oxidation mechanisms of PAN-based and pitch-based carbon fibres

    A. Fukunaga, S. Ueda, M. Nagumo

    J. Mater. Sci.   ( 34 ) 2851 - 2854  1999年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Synthesis, Structure, and Superconducting Properties of Tantalum Carbide Nanorods and Nanoparticles

    Akihiko Fukunaga, Shaoyan Chu, Michael E. McHenry

    Journal of Materials Research   13 ( 9 ) 2465 - 2471  1998年09月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    　概要を見る

    Tantalum carbide nanorods and nanoparticles have been synthesized using a vapor-solid reaction path starting with CVD grown carbon nanotube precursors. Their structures were studied using XRD, TEM, and HRSEM. Superconducting properties were characterized using a SQUID magnetometer. For reactions at lower temperatures, carbide nanorods, which replicate the ∼14 nm diameter of the precursor carbon nanotubes, are observed. For higher temperature reactions, coarsened carbide nanoparticles (100–250 nm) are observed which have spherical or cubic-faceted morphologies. A morphological Rayleigh instability is postulated as initiating the transition from nanorod to nanoparticle morphologies. Stoichiometric bulk TaC crystallizes in the rock salt structure and has a superconducting transition temperature of 9.7 K. In TaC nanorods and nanoparticles, the superconducting properties correlate with the lattice parameter. Nanoparticles with a little higher lattice parameter than the ideal one show higher <italic>T</italic><italic>c</italic> and higher fields at which the superconductivity disappears than stoichiometric bulk TaC.

    DOI

  • Synthesis, structure, and superconducting properties of transition metal carbide nanoparticles and nanorods

    A. Fukunaga, S.Chu, M. E. McHenry

    Electrochemical Society Proceedings of the low Temperature Electronics and High Temperature Superconductivity   ( May 1997, Montreal Canada ) 24 - 35  1997年06月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Development of pitch-based carbon fiber with excellent handleability

    A. Fukunaga, H, Ohno, H.Takashima, S. Uemura

    the 2nd Japan SAMPE symposium   ( Chiba Japan, December 1991 ) 129 - 136  1991年12月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • Investigation of effect of carbon fiber surface on fiber-matrix bond strength by electrochemical evaluation

    A. Fukunaga, S. Ueda

    Extended Abstract of the 19th Biennial Conference on Carbon   ( Penn State PA USA ) 240 - 241  1989年12月  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

  • 薄膜のクーロスタット法による性質評価

    福永明彦, 上田重朋, 鈴木雅行

    金属表面技術   36 ( 36 ) 191 - 197  1985年  [査読有り]

    担当区分：筆頭著者, 責任著者

    CiNii

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書籍等出版物

  • 燃料電池要素技術～触媒・電解質膜・MEAとその低コスト化・高信頼化・高機能化～

    大門英夫, 稲葉稔, 苫居高明, 本間悠, 郡司天博, 前野聖二, 星永宏, 近藤光, 内藤牧男, 後藤習志, 山口孝治, 富永弘之, 永井正敏, 福長博, 須田善行, 畳間真之, 難波江裕太, 柿本雅明, 宮田清蔵, 近藤剛弘, 中村潤児, 佐藤孝志, 日比野高士, 川上浩良, 東原知成, 上田充, 葛西裕, 澤春夫, 陸川政弘, 三宅直人, 山本修, 福永明彦, 村田誠, 北原辰巳( 担当： 共著)

    株式会社情報機構  2011年12月

  • Recent Research Developments in Materials Science Vol.3-2002 Part1,“Carbide nanorods and nanoparticles utilizing carbon nanotubes

    Chun-Hway Hsueh, Noboru Yoshikawa, Akihiko Fukunaga, Wenfeng Shangguan, Hironori Yamamoto, G. Pfaff’, Hiroshi Iizuka, Kouichi Harada, Elizabeth A. Wilder, J. J. Beaudoin, Hiroki Uehara, Kazuhiko Nonaka, Vikas Sudesh, A. Dauscher, Oriano Francescangeli, Gianni-Royer-Carfagni, Sotoru Tsuchikawa, Yoskaiki Iijima, G. Carotenuto, Leon L. Sha, A Tampieri, Zeng Yuping( 担当： 共著)

    Research Signpost, Kerala, India  2002年

講演・口頭発表等

  • Hydrogen embrittlement behaviors of A286 in high pressure gaseous hydrogen and precharged hydrogen

    Akihiko Fukunaga  [招待有り]

    European conference on fracture 2024  

    発表年月： 2024年08月

  • プロトン伝導型セラミック燃料電池への中間層導入とその機構解析

    中村聖天, 福永明彦

    電気化学会第91回大会  

    発表年月： 2024年03月

  • 銅電析法により作製したガス拡散電極のCO2電解還元特性

    佐久間洋佑, 福永明彦

    電気化学会第91回大会  

    発表年月： 2024年03月

  • CO2電解還元用新規複合電極の特性評価ースリット構造の影響

    飯盛志温, 佐久間洋佑, 船岡聖矢, 福永明彦

    電気化学会第91回大会  

    発表年月： 2024年03月

  • Hydrogen embrittlement behavior of iron-based superalloy A286

    Akihiko Fukunaga  [招待有り]

    International conference on structural integrity 2023  

    発表年月： 2023年08月

  • Modification of Au and Cu thin films to create new composite electrodes for CO2 electrochemical reduction

    Aishan Li, Seiya Funaoka, Youjiro Ochi, Akihiko Fukunaga

    The electrochemical society of Japan, 90th spring meeting  

    発表年月： 2023年03月

  • CO2電解還元用新規複合電極 の試作および特性評価

    船岡 聖矢, 李 艾珊, 越智 洋次郎, 福永 明彦

    電気化学会第90回大会  

    発表年月： 2023年03月

  • CO2電解還元用新規ナノ複合電極創製に向けた金属薄膜の特性把握

    越智洋次郎, 福永明彦

    2022年電気化学秋季大会  

    発表年月： 2022年09月

  • Study on the catalytic performance of boron doped carbon-based catalyst in electrochemical nitrogen reduction

    Mingyuan Wang, Akihiko Fukunaga

    Chemical Society of Japan, The 102nd Annual Meeting(2022)  

    発表年月： 2022年03月

  • Cu電極におけるCO2ガス相を利用した電気化学的還元特性

    宮崎涼, 福永明彦

    電気化学会、第89回大会  

    発表年月： 2022年03月

  • リン酸系浴を用いたSUS304電解研磨における反応効率の解析

    趙康, 福永明彦

    表面技術協会 第143回公演大会  

    発表年月： 2021年03月

  • Cu電極上の表面修飾がCO2の電気化学的還元特性に与える影響

    宮崎涼, 福永明彦

    電気化学会、第88回大会  

    発表年月： 2021年03月

  • Au薄膜のCO2還元特性について

    福永明彦

    日本化学会 第101回春季年会  

    発表年月： 2021年03月

  • 水素ステーションの普及に向けた充填技術

    福永明彦  [招待有り]

    日本学術振興会 産学協力研究委員会「材料中の水素機能解析技術 第190委員会 2019年度第二回講演会  

    発表年月： 2019年07月

  • SUH660の水素及び大気中での低ひずみ速度引張値試験特性

    福永明彦

    第175回春季講演会   (千葉工大)  日本鉄鋼協会  

    発表年月： 2018年03月

    　概要を見る

    材料とプロセス(CD-ROM) 31巻 1号 ページ：ROMBUNNO.279

  • JXTGエネルギーの水素ステーション

    福永明彦  [招待有り]

    第22回水素機器用エラストマー材料研究分科会   日本ゴム協会  

    発表年月： 2017年09月

  • 水素ステーションの動向

    福永明彦  [招待有り]

    第69回技術セミナー   (東京)  腐食防食学会  

    発表年月： 2016年05月

  • 燃料電池自動車普及開始に向けた水素インフラ構築への取り組み

    福永明彦  [招待有り]

    2014年度セミナー   (広島)  化学工学会中国四国支部  

    発表年月： 2014年11月

  • 定置用燃料電池システムの低コスト化のためのＭＥＡ高性能化

    福永明彦

    12-2 燃料電池材料研究会   (山梨)  高分子学会  

    発表年月： 2012年12月

  • 高濃度COを含む燃料で運転したPEFCの劣化挙動

    松岡孝司, 福永明彦

    第53回電池討論会   電気化学会  

    発表年月： 2012年11月

    　概要を見る

    電池討論会講演要旨集 53rd巻 p451

  • 電解質膜の耐久性評価手法に関する研究

    鈴木修一、福永明彦

    第53回電池討論会   電気化学会  

    発表年月： 2012年11月

    　概要を見る

    電池討論会講演要旨集 53rd巻 p405

  • Development of a cell stack for PEMFCs for operation at the high cell temperatures and low humidity conditions

    福永明彦

    Hydrogen+Fuel Cells 2011   (バンクーバー、カナダ)  国際水素学会  

    発表年月： 2011年05月

  • 燃料電池の最前線

    亀田治邦, 福永明彦, 青木努, 辻庸一

    第19回日本エネルギー学会大会   (東京 工学院大学)  日本エネルギー学会  

    発表年月： 2010年08月

    　概要を見る

    日本エネルギー学会講演要旨集、xiv-xix,

  • 固体高分子形燃料電池スタック主要部材の高信頼化に関する研究開発―高温低加湿化に向けた取組み―

    鈴木修一,福永明彦

    第17回燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2010年05月

    　概要を見る

    燃料電池シンポジウム講演予稿集、17th巻, p5-8

  • 高温低加湿対応MEAの水マネージメントに関する研究

    松岡孝司, 福永明彦

    第50回電池討論会   電気化学会  

    発表年月： 2009年11月

    　概要を見る

    電池討論会講演要旨集 50th巻, p406

  • 家庭用燃料電池システムの現状と課題

    福永明彦

    早稲田大学材料技術研究所オープンセミナー   早稲田大学  

    発表年月： 2009年10月

  • 固体高分子形燃料電池スタック主要部材の高信頼化に関する研究開発

    高見洋史, 福永明彦

    第17回日本エネルギー学会大会講演   日本エネルギー学会  

    発表年月： 2008年08月

    　概要を見る

    日本エネルギー学会大会講演要旨集, 17th巻, p234-235

  • PEFCスタック劣化解析基盤研究 IV 劣化加速手法のスタック単体評価とシステム内のスタック寿命予測への適用

    田端健, 福永明彦

    第15回燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2008年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 15th巻, p64-67

  • 灯油仕様家庭用燃料電池システム「ENEOS ECOBOY」の運転実績

    大川哲夫、福永明彦

    第15回燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2008年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 15th巻, p5-8

  • 石油系燃料を用いた家庭用燃料電池コジェネレーションシステムの開発状況

    福永明彦

    日本-クウェート燃料電池合同セミナー講演   (クウェート) 

    発表年月： 2008年01月

  • 固体高分子形燃料電池スタック主要部材の高信頼化に関する研究開発

    進藤浩二, 福永明彦

    第16回日本エネルギー学会大会講演   (九州大学)  日本エネルギー学会  

    発表年月： 2007年08月

    　概要を見る

    日本エネルギー学会大会講演要旨集, 16th巻, p272-273

  • PEFCスタック劣化解析基盤研究 4)スタック単体及びシステム内のスタック長期運転評価研究

    田端健, 福永明彦

    第14回燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2007年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 14th巻, p74-77

  • 灯油を燃料とした家庭用燃料電池システム「ENEOS ECOBOY」の稼動実績

    樋渡学, 福永明彦

    第14回燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2007年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 14th巻, p17-20

  • PEFCスタック劣化解析基盤研究 IV 単セル・スタック及びシステム内のスタック長期運転評価研究

    田端健, 福永明彦

    第13回FCDIC燃料電池シンポジウム   FCDIC  

    発表年月： 2006年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 13th巻, p82-85

  • 灯油仕様家庭用燃料電池の開発

    秋本淳、福永明彦

    第13回FCDIC燃料電池シンポジウム   (船堀)  FCDIC  

    発表年月： 2006年05月

    　概要を見る

    FCDIC燃料電池シンポジウム講演予稿集, 13th巻, p39-42

  • 空気中及び燃料ガス中の微量不純物が固体高分子形燃料電池に及ぼす影響

    福永明彦, 引田覚

    日本化学会第85回春季年会   (神奈川大学)  日本化学会  

    発表年月： 2005年03月

    　概要を見る

    日本化学会講演予稿集, 85th巻, 1号, p589

  • 微量不純物が固体高分子形燃料電池に与える影響

    引田覚、福永明彦

    第45回電池討論会   電気化学会  

    発表年月： 2004年11月

    　概要を見る

    電池討論会講演要旨集, 45th巻, p124-125

  • Synthesis, structure, and superconducting properties of tantalum carbide nanorods and nanoparticles

    M. E. McHenry, A. Fukunaga  [招待有り]

    International Materials Research Congress 98   (Cancun, Mexico)  MRS  

    発表年月： 1998年08月

  • Synthesis, structure, and superconducting properties of transition metal carbide nanoparticles and nanorods

    福永明彦

    the191st Electrochemical Society Spring Meeting   (Montreal)  ECS  

    発表年月： 1997年04月

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    the191st Electrochemical Society Spring Meeting, the 4th International Symposium on Low Temperature Electronics and High Temperature Superconductivity, May 1997, Montreal Canada Abstract p678

  • Development of pitch-based carbon fiber with excellent handleability

    福永明彦

    the 2nd Japan SAMPE symposium   (Chiba Japan)  SAMPE Japan  

    発表年月： 1991年12月

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    the 2nd Japan SAMPE symposium, Chiba Japan, December 1991, Proceedings p.129-136

  • 薄膜のクーロスタット法による諸性質

    福永明彦

    金属表面技術協会 第69回春期学術講演会   (早稲田大学)  金属表面技術協会  

    発表年月： 1984年03月

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    第69回春期学術講演会、早稲田大学、1984年3月、要旨集p68

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 二酸化炭素から燃料・化学品の直接電解合成を実現する新規ナノ複合電極の創製

    日本学術振興会  科学研究費助成事業

    研究期間:

    2021年04月
    -
    2024年03月
     

    福永 明彦

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    地球温暖化対策の一つとしてカーボンリサイクルが注目されている。中でも二酸化炭素(CO2)の電解還元は、CO2の有効利用に加えてCO2フリーな素材や燃料を製造できる可能性がある。しかしながら、これまでのCO2の電解還元においては、十分な、多段階反応が難しい。そこで、ドライプロセスを用いて新規な複合電極を創製することによりCO2から、有用な化成品であるCH3OHや CH4などを直接電解合成することを目指す。そのためには、新規なナノ構造を有した複合電極を創製する必要がある。その反応機構は、ワンステップでCO2から、CH3OHやCH4を生成するのではなく、第１ステップで2電子還元によりCOを生成した後、第２ステップで、4電子還元や6電子還元を起こし、CH3OHやCH4などへ、効率的な電解合成を目指すものである。このようなドミノ的多段階反応を自発的に連続して起こす新規なナノ構造を有した複合電極を創製する。以下のその研究手順を示す。
    １）各種金属の性能把握：イオンビームスパッタによりAu、Cu等の電極を作製しその材料のミクロ構造（結晶方位、形態）と電解条件（pH、電圧、電流等）がCO2の還元特性（生成物、ファラデー効率等）にどのような影響を与えるのか明らかにする。また、表面修飾がCO2の還元特性にどのような影響を与えるのか解明する。
    ２）連続反応（ドミノ的反応）の進行検討：COとの結合エネルギーが異なる2種類の金属をナノスケールで組み合わせた電極をイオンビームスパッタとレジスト膜を用いて面積比や空間配置等を変えて作製し、組合せ金属毎の中間生成物とH+の相互移動形態を解明し、連続反応の進行を明らかにする。
    ３）新規複合電極の創製：電子線描画装置を用いて、電極材をナノスケールで、最適に組み合わせ配置した新規複合電極を創製して、そのCO2の電解還元特性を明らかにする。

産業財産権

  • 発電方法、固体酸化物形燃料電池、及び、発電システム

    福永明彦, 松本隆也, 朝野剛, 安斎巌

    特許権

  • 水素充填システムの圧力計の故障診断方法及び水素充填システムの圧力計の校正方法（分割分）

    特許7078776

    福永明彦

    特許権

  • 水素充填システムの圧力計の故障診断方法及び水素充填システムの圧力計の校正方法

    特許6882222

    福永明彦

    特許権

  • 水素充填システムの圧力計の故障診断方法及び水素充填システムの圧力計の校正方法（分割分）

    福永明彦

    特許権

  • 水素燃料供給制御方法及び水素燃料供給システム

    特許6786352

    福永明彦

    特許権

  • 水素ステーションの水素燃料供給方法及び水素ステーションの水素燃料供給システム

    特許6786353

    福永明彦

    特許権

  • ガス充てん装置

    特許6553482

    福永明彦, 竹村哲治, 手塚俊雄, 山本竜平, 柏谷晃夫, 田邊稔

    特許権

  • 水素充填装置

    堀井秀之, 福永明彦

    特許権

  • 水素出荷システム

    特許6480276

    福永明彦, 堀井秀之

    特許権

  • 水素ステーションの管理装置

    特許6431821

    堀井秀之, 福永明彦

    特許権

  • 水素ステーションのセルフ充填システム

    特許6399972

    福永明彦, 堀井秀之

    特許権

  • 水素ステーション

    特許6353406

    福永明彦, 前田征児

    特許権

  • 燃焼装置

    特許5525855

    小黒裕希, 後藤晃, 藤生昭, 福永明彦

    特許権

  • 燃焼装置

    特許5508894

    横尾直樹, 柴崎則久, 後藤晃, 咲間修平, 藤生昭, 福永明彦

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許EP2211409

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5324071

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5324073

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5314310

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム及び燃料電池システムの運転方法

    特許5271522

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5264129

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5248067

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5248068

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5219441

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許CN101803088

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 改質装置

    特許5154993

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 水素製造装置およびその停止方法

    特許5087445

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 咲間修平, 増山琢也, 古林俊彦, 山口安美

    特許権

  • 燃料電池システム

    特許5086743

    山口安美, 増山琢也, 福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈

    特許権

  • 水素製造装置

    特許5086757

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 一酸化炭素除去器および水素製造装置

    特許5078426

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 咲間修平, 浅井茂, 増田淳二, 山口安美

    特許権

  • 改質装置

    特許5066414

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 水素製造装置

    特許5065825

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 水素製造装置

    特許5066422

    秋本淳, 福永明彦, 大川哲夫, 井深丈, 樋渡学, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 一酸化炭素除去装置及び水素製造装置

    特許5065117

    福永明彦, 秋本淳, 大川哲夫, 樋渡学, 井深丈, 咲間修平, 堀義弘, 浅井茂, 山口安美, 津田勝巳, 緑川洋一, 増山琢也

    特許権

  • 改質原料供給装置及びその供給装置を備える燃料電池システム

    特許5066470

    福永明彦, 大川哲夫, 中西功, 堀義弘

    特許権

  • 水素製造装置及び燃料電池システム

    特許5066472

    福永明彦, 大川哲夫, 中西功, 浅井茂

    特許権

  • 水素製造装置及び燃料電池システム

    特許4990045

    福永明彦, 秋本淳, 咲間修平

    特許権

  • 表面酸化処理された炭素繊維の接着力評価方法

    特許H0629329

    福永明彦, 上田重朋

    特許権

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現在担当している科目

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学内研究所・附属機関兼任歴

  • 2022年
    -
    2024年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

  • 2022年
    -
    2024年

    各務記念材料技術研究所   兼任研究員

  • 2022年
    -
    2024年

    カーボンニュートラル社会研究教育センター   兼任センター員

特定課題制度（学内資金）

  • 固体酸化物形燃料電池を利用した水素キャリアからの直接発電技術の研究開発

    2023年  

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    カーボンフリーな水素社会実現の為には、水素サプライチェーンの構築が必要である。なかでも有機ハイドライドは既設インフラを利用できることから、水素キャリアとして大変有望視されている。前年度までの研究において、SOFCを利用してメチルシクロヘキサンから直接発電することに成功した。得られた生成物は、セル温度が420℃の際は、トルエンとベンゼンであり、セル温度が490℃と高い際は、加えて、1-3ジオキサンが多く生成することが判明した。今年度は、燃料電池の運転温度を下げるためにプロトン伝導体であるBZYを電解質として用いたプロトン伝導型のSOFCの開発を試みた。アノード電極はBZYとニッケル酸化物を混合し作製した。電解質の焼成温度およびアノード厚さの最適化を行うことにより発電可能な燃料電池の製作に成功した。しかしながら、カソード電極のLSCF層には剥離が認められ、高い発電性能が得られなかった。加えて、有機ハイドライドの一つであるシクロヘキサンからの直接発電にも取り組んだ。生成物を解析中である。

  • アンモニアの電解合成に向けた炭窒化ホウ素（BCN）ナノシート担体を利用した単原子触媒（SACs）の創製

    2022年  

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    Electrochemical reduction of N2 to NH3 at the ambientcondition is a promising alternative to the Haber-Bosch process. Carbon-basedcatalysts are widely used in electrochemical nitrogen reduction reaction, theintroduction of heteroatoms can further improve the properties of carbonmaterials.&nbsp;In a pioneering work of Légaré et al., it was foundthat the boron atom of borylene molecular can fix N2 moleculeseffectively and the dopant of boron introduces more defects.Inthis study, boron doped carbon electrocatalysts were synthesized using thePEO-PPO-PEO triblock copolymers (F127) and boric acid though a controlledpyrolysis method. The catalytic performance of the catalysts analyzed underdifferent pH electrolysis condition (KOH, KHCO3 and HCl) atdifferent reversible potentials. As a result, in neutral KHCO3 electrolyteboron doped carbon electrocatalysts exhibited outstanding NRR performance withan ammonia yield of 19.0 μg h−1 mgcat.−1 at-0.40V (vs. RHE), and Faradaic efficiency of 11.9% at −0.10 V (vs. RHE) togetherwith excellent stability. When the catalyst was in strong acid or alkalielectrolyte, its catalytic performance and stability were lower than that inneutral electrolyte.

  • 二酸化炭素から燃料・化学品の直接電解合成を実現する新規ナノ複合電極の創製

    2021年  

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    The objective of this project is to createelectrodes with novel nanostructures that can be used for the electrochemicalsynthesis of fuels and chemicals such as methanol directly from carbon dioxide(CO2) by a dry process. In this year, as a basic experiment, weprepared gold (Au) and copper (Cu) thin films by ion plating and investigatedthe relationship between their structures and electrochemical reductionproperties. In addition, we also investigated the change in properties when thesurfaces were treated with argon sputtering. As a result, it was found that thesurface treatment by argon sputtering decreased the efficiency of formic acidformation and increased the efficiency of carbon monoxide (CO) formation. Inaddition to CO and hydrogen, methane and methanol were also produced in the Cuthin film with higher partial current density than in the Au thin film. Basedon this basic data, we will design a new composite electrode.

  • カーボンリサイクルを実現する非貴金属系電極材料および新規還元電極構造の創製

    2020年  

    　概要を見る

    The 21st United Nations Framework Convention onClimate Change (UNFCCC) Conference on Climate Change (UNFCCC), held in Paris in2015, adopted an effort to limit the temperature increase by the end of the21st century to within 1.5 degrees Celsius compared to pre-industrial levels.Therefore, in addition to the promotion of the introduction of renewableenergies that do not emit CO2, the establishment of carbon recyclingtechnologies (mineralization, artificial photosynthesis, methanation, etc.)that actively utilize CO2 has become an urgent issue. Among them, theelectroreduction of CO2 has the potential to produce CO2-free fuels andchemicals in addition to the effective use of CO2 by using surplus renewableenergy during the daytime, and research and development directly related to itspractical application is expected. However, the electroreduction of CO2 has sofar produced several products such as carbon monoxide (CO), methane (CH4), andacetylene (C2H4), and the high reaction rate required for practical use has notbeen achieved. In this study, we aimed to elucidate the electrolysis conditionsunder which CO production can be increased to 100%, targeting the applicationto chemical production processes. Specifically, we examined the effect of usinga pulse current.

  • カーボンリサイクルを実現する非貴金属系電極材および新規還元電極構造の創製

    2020年  

    　概要を見る

    As a technology to immobilize carbon dioxide (CO2), a majorgreenhouse gas, various efforts are being made, including carbon dioxidecapture and storage (CCS). On the other hand, CO2 is considered as an unusedchemical resource, and efforts to efficiently synthesize chemical products fromCO2 have been attracting attention in recent years. In particular, theelectroreduction of CO2 is a topic of great social contribution, since it hasthe potential to produce CO2-free fuels and chemicals in addition to theeffective use of CO2 by using surplus renewable energy during the daytime. itis known that the selectivity of CO as a raw material for the FT methodincreases when using Au electrodes. However, the use of precious metal as an electrodewill be a hindrance to their widespread use in the future as well as that of platinumin fuel cells. Therefore, it is necessary to consider the use of none-preciousmetal in parallel. In this study, we evaluated the reduction property of Zn, oneof none-precious metal in Ⅻ materials.

  • カーボンリサイクルを実現する新規還元電極構造の創製

    2020年  

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    Carbon recycling has been attractingattention as one of the measures to combat global warming. In particular, theelectrolytic reduction of carbon dioxide (CO2) has the potential to produceCO2-free fuels and chemicals in addition to the effective use of CO2. However,in conventional research on the electroreduction of CO2, the current densityobtained is only about 10 mA/cm2, which is not enough to achieve a practicalreaction rate. In this study, we have developed a new electrode structure forCO2 electroreduction that can supply CO2 gas to the cathode electrodeabundantly and discharge produced water efficiently.　As a result, it was found that thereduction characteristics differed greatly depending on the prototypeconditions of the three-phase electrode. By optimizing the trial productionconditions (trial production method) in the future, it will be possible toobtain high reduction characteristics.

  • 低コスト化を可能とする高圧水素充填技術の研究開発

    2019年  

    　概要を見る

    &nbsp; According to the Look-up-Table (L/T) shown in SAEJ2601 in US, high-pressure hydrogen of 70 MPa (H70) can be safely and quickly filled into the tank of a fuel cell vehicle (FCV). But it is necessary to pre-cool from -33 to -40 °C. As a result, operation costs in hydrogen refueling station for FCV, including electricity bills, are expensive.&nbsp; Last year, I clarified for the first time the difference in hydrogen pre-cooling temperature required for new MC formula filling and L/T filling at a hydrogen station in Japan with the same filling time without sacrificing safety and reported it at the SAE Fuel Cell Interface Task Force Meeting. I revealed the possibility about the mitigation of hydrogen pre-cooling temperature.&nbsp; This year, I closely recalculated and reported the difference in the hydrogen pre-cooling temperature required for new MC formula filling and L/T filling without the tank volume estimation step, which is the filling previous step.&nbsp; This research analysis were the basis data for quantitatively incorporating the hydrogen pre-cooling temperature mitigation of the MC formula into the revised SAEJ2601-1 and could contribute greatly.The revision is expected to greatly help to reduce the operation cost of hydrogen refueling station.

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