The first workshop of “Kyushu Decarbonization Study Group (Q-DeCS) with Q-PIT” was held
The first workshop of the “Kyushu Decarbonization Study Group” took place on Monday, May 29, 2023, hosted by Q-PIT, Kyushu University. The hybrid event reached a full capacity of 39 attendees in-person and an additional 81 participants joining online, making a total of 120 participants. We are grateful for everyone’s participation.
The workshop included 72 participants from the private sector, and we believe that the event, followed by the social gathering, was a great success, with everyone enjoying the presentations and subsequent discussion among attendees.
Schedule of the event (JAP)
研究会発足宣言(14:00~) 会長 佐々木 一成
九州脱炭素化研究会 会員企業の紹介(14:05~14:15)
リクエストテーマ講演 (14:15~14:45, 30分)
[座長:Q-PIT 教授 松﨑 良雄]
- 九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 教授 星野 友 「アミン含有ゲルによる CO2分離・利用技術の開発」
脱炭素研究シーズ紹介 (14:45~15:30, 15分×3)
[座長:Q-PIT 准教授 本山 宗主]
- 九州大学 先導物質化学研究所 融合材料部門 准教授 アルブレヒト建「樹状高分子を基盤とした高効率発光材料の開発」
- 九州大学大学院 総合理工学研究院 物質科学部門 准教授 渡邉 賢 「酸化物固体電解質を用いた一括焼結型全固体電池」
- 九州大学 工学研究院 環境社会部門 准教授 キーリーアレクサンダー竜太「製品・サービスの持続可能性評価」
コーヒーブレイク・名刺交換など(15:30~15:45)
分野融合モジュール研究講演(15:45~16:15, 30 分)
[座長:Q-PIT 准教授 劉 城準]
- 九州大学 エネルギー研究教育機構 教授 山崎 仁丈 「AI 実験データ活用による二酸化炭素資源化材料デバイスの加速的開発」
博士研究紹介(16:15~16:30, 15 分)
[座長:Q-PIT 准教授 セリャンチン ロマン]
- 九州大学大学院 統合新領域学府 オートモーティブサイエンス専攻(D3) 沈 小烽
(指導教員:カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 准教授 渡邊 源規)
「高活性化単層ナノシート色素増感型光触媒による水の完全分解」 - 九州大学大学院 工学府 船舶海洋工学専攻 (D3) 渡邊 虎春
(指導教員:工学研究院 海洋工学システム部門 教授 篠田 岳思)
「アンモニア燃料を考慮した船舶機関室の換気制御に関する研究」
名刺交換など(~16:45)
※17:00~18:30 九州大学内ビッグオレンジレストランにて交流会(無料)
※次回ワークショップ予定: 7/28(金)
「九州脱炭素化研究会(Q-DeCS) with Q-PIT」第１回ワークショップを開催しました。
2023年5月29日(月), 九州大学で「九州脱炭素化研究会」第１回のワークショップを開催いたしました。
参加登録者：会場39名（満席）、オンライン81名、計120名と、多くの方にご参加いただきました。ありがとうございました。
民間企業から72名の方にご参加頂き、交流会も大変盛り上がっていました。
次第
研究会発足宣言(14:00~) 会長 佐々木 一成
九州脱炭素化研究会 会員企業の紹介(14:05~14:15)
リクエストテーマ講演 (14:15~14:45, 30分)
[座長:Q-PIT 教授 松﨑 良雄]
- 九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 教授 星野 友 「アミン含有ゲルによる CO2分離・利用技術の開発」
脱炭素研究シーズ紹介 (14:45~15:30, 15分×3)
[座長:Q-PIT 准教授 本山 宗主]
- 九州大学 先導物質化学研究所 融合材料部門 准教授 アルブレヒト建「樹状高分子を基盤とした高効率発光材料の開発」
- 九州大学大学院 総合理工学研究院 物質科学部門 准教授 渡邉 賢 「酸化物固体電解質を用いた一括焼結型全固体電池」
- 九州大学 工学研究院 環境社会部門 准教授 キーリーアレクサンダー竜太「製品・サービスの持続可能性評価」
コーヒーブレイク・名刺交換など(15:30~15:45)
分野融合モジュール研究講演(15:45~16:15, 30 分)
[座長:Q-PIT 准教授 劉 城準]
- 九州大学 エネルギー研究教育機構 教授 山崎 仁丈 「AI 実験データ活用による二酸化炭素資源化材料デバイスの加速的開発」
博士研究紹介(16:15~16:30, 15 分)
[座長:Q-PIT 准教授 セリャンチン ロマン]
- 九州大学大学院 統合新領域学府 オートモーティブサイエンス専攻(D3) 沈 小烽
(指導教員:カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 准教授 渡邊 源規)
「高活性化単層ナノシート色素増感型光触媒による水の完全分解」 - 九州大学大学院 工学府 船舶海洋工学専攻 (D3) 渡邊 虎春
(指導教員:工学研究院 海洋工学システム部門 教授 篠田 岳思)
「アンモニア燃料を考慮した船舶機関室の換気制御に関する研究」
名刺交換など(~16:45)
※17:00~18:30 九州大学内ビッグオレンジレストランにて交流会(無料)
※次回ワークショップ予定: 7/28(金)
「九州脱炭素化研究会 with Q-PIT」準備セミナーを開催しました。
2023年3月23日（木）、JR博多シティの10階大会議室で「九州脱炭素化研究会 with Q-PIT」の準備セミナーを開催いたしました。
参加登録者：会場50名（定員）、オンライン89名、計139名と、多くの方にご参加いただきました。ありがとうございました。
民間企業から100名以上の方にご参加頂き、名刺交換会も大変盛り上がっていました。
【プログラム】
14:00～14:05
開会あいさつ
14:05～14:15
九州脱炭素化研究会について
九州大学エネルギー研究教育機構 教授 松﨑 良雄
14:15～14:35
脱炭素エネルギー先導人材育成フェローシップについて
九州大学エネルギー研究教育機構 教授 林 灯
14:35～15:05
リクエストテーマ講演
CO2の資源化を目指したプラズモン誘起電荷分離システムの開発
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 准教授 髙橋 幸奈
15:05～15:35
Q-PITモジュール研究講演
施設園芸農業におけるスマートCO2回収・利用の実現にむけたスタートアップ共創研究
九州大学大学院農学研究院 准教授 安武 大輔
15:35～15:40
閉会あいさつ
15:40～16:00
名刺交換会
Prof. Yamazaki’s paper was selected as the cover art!
About the cover-art in Chemistry of Materials
Local structures that activate proton conduction in oxides have remained unsolved since the discovery of the phenomenon in 1981. Here, in situ X-ray absorption spectroscopy and ab initio Monte Carlo simulations are combined to reveal that oxygen vacancies sandwiched by one or two Sc dopants are the active centers.
Research paper information
Journal: Chemistry of Materials, 35, 6, 2289–2301, 2023
Title: Probing Local Environments of Oxygen Vacancies Responsible for Hydration in Scdoped Barium Zirconates at Elevated Temperatures: In Situ X-ray Absorption Spectroscopy, Thermogravimetry, and Active Learning Ab Initio Replica Exchange Monte Carlo Simulations
Authors: Kenta Hoshino, Shusuke Kasamatsu, Junji Hyodo, Kentaro Yamamoto, Hiroyuki Setoyama, Toshihiro Okajima, and Yoshihiro Yamazaki*
DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c02116
山崎教授の論文がカバーアートとして採用されました！
カバーアート
山崎教授と共同研究者の研究論文が、3月のジャーナルのカバーアートとして採用されました!
論文情報
掲載誌：Chemistry of Materials, 35, 6, 2289–2301, 2023
タイトル：Probing Local Environments of Oxygen Vacancies Responsible for Hydration in Scdoped Barium Zirconates at Elevated Temperatures: In Situ X-ray Absorption Spectroscopy, Thermogravimetry, and Active Learning Ab Initio Replica Exchange Monte Carlo Simulations
著者名：Kenta Hoshino, Shusuke Kasamatsu, Junji Hyodo, Kentaro Yamamoto, Hiroyuki Setoyama, Toshihiro Okajima, and Yoshihiro Yamazaki*
DOI：10.1021/acs.chemmater.2c02116
Pilot seminar for “Kyushu Decarbonization Study Group with Q-PIT” was held [JAP]
A preparatory seminar for the “Kyushu Decarbonization Study Group with Q-PIT” was held on March 23, 2023 (working language – Japanese). The venue was the large conference room on the 10th floor of JR Hakata City.
One hundred thirty-nine participants attended, 50 registered at the forum in-person (maximum capacity), and 89 online. More than 100 attendees registered from the private sector, and the meeting finished with the business card exchange session. We want to thank everyone who participated in the activity and invite all interested industrial partners to join the Q-DeCS.
Program of the event
14:00～14:05
開会あいさつ
14:05～14:15
九州脱炭素化研究会について
九州大学エネルギー研究教育機構 教授 松﨑 良雄
14:15～14:35
脱炭素エネルギー先導人材育成フェローシップについて
九州大学エネルギー研究教育機構 教授 林 灯
14:35～15:05
リクエストテーマ講演
CO2の資源化を目指したプラズモン誘起電荷分離システムの開発
九州大学カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所 准教授 髙橋 幸奈
15:05～15:35
Q-PITモジュール研究講演
施設園芸農業におけるスマートCO2回収・利用の実現にむけたスタートアップ共創研究
九州大学大学院農学研究院 准教授 安武 大輔
15:35～15:40
閉会あいさつ
15:40～16:00
名刺交換会
(PRESS RELEASE) Probe where the protons go to develop better fuel cells
A research team composed of Dr. Kenta Hoshino, Dr. Junji Hyodo, Dr. Kentaro Yamamoto, and Professor Yoshihiro Yamazaki from Q-PIT and the Graduate School of Materials Science and Engineering, along with Associate Professor Shusuke Kasamatsu from the Yamagata University, Faculty of Science, have collaborated with Dr. Hiroyuki Setoyama from the Kyushu Synchrotron Radiation Research Center, and Toshihiro Okajima, Deputy Director of the Aichi Synchrotron Radiation Research Center, to uncover the chemical innerworkings of a perovskite-based electrolyte in the solid-oxide fuel cell, they developed. The team combined synchrotron radiation analysis, large-scale simulations, machine learning, and thermogravimetric analysis, to uncover the active site of where hydrogen atoms are introduced within the perovskite lattice in its process to produce energy.
Research results
Researchers have made progress in the study of proton-conducting oxides for use in intermediate-temperature protonic ceramic fuel cells. The team focused on heavily Sc-doped barium zirconate perovskite, which has high proton conductivity and chemical stability. The researchers used in situ X-ray absorption spectroscopy, thermogravimetry, X-ray diffractometry, and active learning ab initio replica exchange Monte Carlo simulations to examine the local environment of oxygen vacancies responsible for hydration. They found that Sc-VO-Zr and Sc-VO-Sc environments contribute to the hydration, with the latter being more prevalent at higher degrees of hydration. This study has implications for the development of more efficient fuel cells.
The full version of the press release is available on the website of Kyushu University and can be found here.
Research paper information
Journal: Chemistry of Materials
Title: Probing Local Environments of Oxygen Vacancies Responsible for Hydration in Scdoped Barium Zirconates at Elevated Temperatures: In Situ X-ray Absorption Spectroscopy, Thermogravimetry, and Active Learning Ab Initio Replica Exchange Monte Carlo Simulations
Authors: Kenta Hoshino, Shusuke Kasamatsu, Junji Hyodo, Kentaro Yamamoto, Hiroyuki Setoyama, Toshihiro Okajima, and Yoshihiro Yamazaki*
DOI: 10.1021/acs.chemmater.2c02116
【プレスリリース】⾼性能電解質材料におけるプロトン導⼊反応の活性サイトを世界初解明
九州⼤学エネルギー研究教育機構(Q-PIT)および⼤学院⼯学府材料物性⼯学専攻の星野健太博⼠(研究当時)、兵頭潤次特任助教、⼭本健太郎特任助教(研究当時)、⼭崎仁丈教授の研究グループと⼭形⼤学学術研究院の笠松秀輔准教授は、九州シンクロトロン光研究センターの瀬⼾⼭寛之博⼠およびあいちシンクロトロン光センターの岡島敏浩副所⻑らと共同で、400℃動作固体酸化物形燃料電池（SOFC） の電解質として期待されているプロトン(H+)伝導性酸化物において、プロトン導⼊反応が起きる局所構造（活性サイト）を明らかにしました。
研究成果
本研究には、ペロブスカイト酸化物の中でも既報の中で最⾼レベルのプロトン伝導性と化学的安定性を兼ね備えたSc 置換ジルコン酸バリウムに着⽬し、放射光を⽤いたその場 ⽔和実験、スーパーコンピュータと機械学習を活⽤した⼤規模シミュレーションおよび精密熱重量分析を組み合わせることにより、⽔和反応を活性化する材料中の局所構造を多⾓的に調査しました。その結果、スカンジウム（Sc）とジルコニウム（Zr）および⼆つのSc に挟まれた酸素⽋損⽋陥が⽔和反応の局所活性サイトであることを特定し、その温度依存性を明らかにすることに成功しました。
プレスリリース本文は九州大学HPよりご覧いただけます。
論文情報
掲載誌：Chemistry of Materials, 35, 6, 2289–2301, 2023
タイトル：Probing Local Environments of Oxygen Vacancies Responsible for Hydration in Scdoped Barium Zirconates at Elevated Temperatures: In Situ X-ray Absorption Spectroscopy, Thermogravimetry, and Active Learning Ab Initio Replica Exchange Monte Carlo Simulations
著者名：Kenta Hoshino, Shusuke Kasamatsu, Junji Hyodo, Kentaro Yamamoto, Hiroyuki Setoyama, Toshihiro Okajima, and Yoshihiro Yamazaki*
DOI：10.1021/acs.chemmater.2c02116
【プレスリリース】日韓の消費者による燃料電池車・電気自動車の評価を調査
2050年カーボンニュートラル社会達成に向けて、2035年までの100％電動車化戦略を進める国が増えています。日本は電気自動車、燃料電池車ともに開発・発売で各国に先行しましたが、現在では各国の後塵を拝している状況にあります。燃料電池車の販売台数世界一となった韓国と、低迷する日本を比較し、日本や各国での普及に向けた方策を消費者意識の観点から解明する必要があります。
九州大学エネルギー研究教育機構の吉田謙太郎教授とソウル大学Deok-Joo Lee教授、大学院生Jihyeok Jung氏は共同で、日韓における消費者調査に基づく評価研究を実施しました。
研究成果
日本と韓国では次世代車への消費者意識が乖離し、韓国の消費者は燃料電池車と従来型自動車の価格差への反応が低い傾向が明らかになりました。比較的高価なSUVが好まれる韓国と軽自動車も多い日本とでは、燃料電池車価格の値頃感に対する意識に差異が生じる可能性が示唆されました。
政策シナリオ別シミュレーションでは、購入価格補助よりも水素燃料代無償化が最も販売シェアを高めることが日韓ともに確認されました。CO2排出量を削減するための費用対効果は、韓国では購入補助金、日本では購入補助金と燃料代無償化のハイブリッド方式が高くなりました。日韓市場と消費者意識に基づく、未来の水素社会からバックキャストした技術開発とマーケティングの可能性を示す事例であり、今後の日本車市場の展開方向性を予測するために役立つことが期待されます
プレスリリース本文は九州大学HPよりご覧いただけます。
論文情報
掲載誌：Transportation Research Part D: Transport and Environment
タイトル：Comparison between Korean and Japanese consumersʼ preferences for fuel cell electric vehicles
著者名：Jihyeok Jung, Deok-Joo Lee, Kentaro Yoshida
DOI：10.1016/j.trd.2022.103511
(PRESS RELEASE) A little strain goes a long way in reducing fuel cell performance
As announced in the recent press release from Kyushu University, Prof. Yoshihiro Yamazaki from Q-PIT and his colleague Prof. Junji Hyodo reported that strain caused by just a 2% reduction in the distance between atoms when deposited on a surface leads to a whopping 99.999% decrease in the speed at which the materials conduct hydrogen ions, significantly reducing the performance of solid oxide fuel cells.
Research result at glance
When yttrium-doped barium zirconate (BZY20) is deposited on an electrode, the atoms near the surface are compressed from their ideal position. This in-plane compressive strain increases the barrier to proton diffusion, thus reducing proton conductivity and reducing performance to levels that match reported values for actual solid oxide fuel cells.
The full press release can be found on the Kyushu University homepage
Research paper information
Publisher：Journal of Physics: Energy
Tittle：Quantitative Evaluation of Biaxial Compressive Strain and its Impact on Proton Conduction and Diffusion in Yttrium-doped Barium Zirconate Epitaxial Thin Films
Authors：Junji Hyodo and Yoshihiro Yamazaki
DOI：10.1088/2515-7655/ac889e