教員・研究室紹介

准教授

髙橋 伊久磨

TAKAHASHI IKUMA

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047-478-0484

研究室
津田沼キャンパス 2号館6階 604号室
担当講義
「電池材料」「基礎材料工学」「先端材料工学実験」

蓄電池 / 燃料電池 / 電気化学 / 固体化学

研究室概要

持続可能な社会に重要な役割を果たす創エネ・蓄エネ技術の進化、高性能化を目指した蓄電池・燃料電池・水電解に関する材料の研究を行なっています。材料作製プロセスの開発と電池反応解析技術により、次世代リチウムイオン電池や金属空気二次電池などの将来蓄電池、様々な燃料を用いた燃料電池の高性能となる電池材料、およびグリーン水素生成に必要な水電解の高活性電極材料の創出に取り組んでいます。

研究テーマ

(1) 蓄電池

一回の充電で長時間使用でき、かつ高い安全性、低コストを目指した次世代リチウムイオン電池と金属電池空気二次電池の電極材料に関する研究を行なっています。次世代リチウムイオン電池については、高容量電極材料の開発や全固体リチウムイオン電池の電極/電解質界面形成の新規作製プロセスの開発を行なっています。将来蓄電池の金属空気二次電池については、正極では充電時に酸素発生反応、放電時には酸素還元反応を起こす電極触媒が用いられ、両反応に高活性となる材料の開発を行なっています。


リチウムイオン電池


金属空気二次電池

(2) 燃料電池・水電解


固体高分子型燃料電池

低コストで発電効率が高く、高耐久となる燃料電池の燃料極・空気極材料の研究を行なっています。固体高分子型燃料電池には、一般的にPt担持カーボン触媒が用いられていますが、さらなる高性能化に向けセラミックス材料を複合した触媒開発を行なっています。また、燃料電池と逆の反応である電気エネルギーを加え、水を水素と酸素に分解する水電解の電極触媒についても研究を行なっています。

これまでの主要な業績

  1. (1) “Identification and characterization of electrogens in tidal flat soils using microbial fuel cells and evaluation of the electrogenic potential of Zobellella denitrificans” S. Yamada, K. Hashimoto, T. Nedachi ,E. Takahashi, R. Ando, M.Kim, T. Kobayashi, A. Shoji, S. Koura, I. Takahashi, Next Research, 2, 100264 (2025)
  2. (2) 「アルカリ水電解におけるペロブスカイト型酸化物アノード触媒のA欠陥が酸素発生反応活性におよぼす影響」髙橋伊久磨、片山航介　材料の科学と工学　61, 6, 27 (2024)
  3. (3) “Carbonate formation on carbon electrode in rechargeable zinc-air battery revealed by in-situ Raman measurements”　 T. Wang, M. Kunimoto, T. Mori, M. Yanagisawa, J. Niikura, I. Takahashi, M. Morita, T. Abe, T. Hommma, J. Power Sources, 533, 231237 (2022)
  4. (4) “A high-performance Ni-CeO2/Ni/Ni-Y2O3·ZrO2 three-layer anode for direct iso-octane feeding of solid oxide fuel cells”, K. Sasaki, I. Takahashi, K. Kuramoto and K. Shin-mura, R. Soc. Open Sci., 9, 7, 10 (2022)
  5. (5) “Cathode Electrolyte Interphase Formation and Electrolyte Oxidation Mechanism for Ni-Rich Cathode Materials”
    I. Takahashi, H. Kiuchi, A. Ohma, T. Fukunaga, E. Matsubara, J. Phys. Chem. C, 124, 9243 (2020)
  6. (6) I. Takahashi, T. Maeda, H. Kiuchi, K. Nakanishi, A. Ohma, M. Hatano, T. Fukunaga, T. Ohta, and E. Matsubara, “Mechanism of Structural Change and the Trigger of Electrochemical Degradation of Li-Rich Layered Oxide Cathodes during Charge–Discharge Cycles”, ACS Appl. Energy Mater., 2, 8118-8124 (2019)