稲田 亮史（いなだ りょうじ）
| 所属 | 電気・電子情報工学系 |
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| 兼務 | 未来ビークルシティリサーチセンター |
| 職名 | 教授 |
| 専門分野 | エネルギー変換工学 / 電気・電子材料工学 / 電気化学 |
| 学位 | 博士（工学）（豊橋技術科学大学） |
| 所属学会 | 電気学会 / 電気化学会 / 日本セラミックス協会 / 低温工学・超電導学会 / Materials Research Society (USA) / The Electrochemical Society (USA) |
| inada.ryoji.qr@ ※アドレスの末尾に「tut.jp」を補完してください |
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| 研究室web | https://www.cec.ee.tut.ac.jp/ |
| 研究者情報（researchmap） | 研究者情報 |
研究紹介
資源エネルギー・地球環境問題の一体的解決と，ユビキタスネットワーク・クリーンエネルギー社会を支える基盤技術として，低環境負荷・高エネルギー密度かつ安全・長寿命な高性能二次電池や，安価・簡便でメンテナンスフリーな環境モニタリング技術等の開発が今後益々重要となります。当研究室では，リチウムイオン電池を始めとするエネルギー貯蔵デバイスや，資源回収・ガス検知デバイス等への応用に適したイオン伝導性セラミックス（固体電解質）の開発研究に取り組んでいます。
テーマ1：酸化物系全固体電池に関する研究
概要
酸化物固体電解質を用いた疑似固体電池の構造と充放電特性現行リチウムイオン電池に使用されている可燃性の有機電解液を，不燃性の固体電解質（固体のリチウムイオン伝導体）で置き換えた全固体リチウムイオン電池は，高エネルギー密度化と高い安全性を同時に達成し得る次世代型電池として期待されていますが，高いイオン伝導性と化学的・電気化学的安定性を備えた固体電解質材料の開発や，電極－固体電解質間での界面形成が課題とされています。本研究では，全固体電池のキーマテリアルとなる酸化物固体電解質材料の高特性化と併せて，電極－固体電解質間の固体間界面形成プロセスに関する研究に取り組んでいます。また、低コスト化が期待できる全固体ナトリウムイオン電池用材料の高性能化にも取り組んでいます。
主な業績
(1) A. Itaya, Y. Ono, K. Yamamoto, R. Inada, Characterization of Na2Zn2TeO6 ceramic solid electrolyte densified by hot pressing, International Journal of Applied Ceramic Technology 21, 2024, 311-318.
DOI: 10.1111/ijac.14508
(2) K. Akimoto, Y. Sugimura, R. Inada, Characterization of garnet-type Li6SrLa2Bi2O12 ceramic electrolyte for all-solid-state Li-ion batteries, Materials Letters 349, 2023, 134866.
DOI: 10.1016/j.matlet.2023.134866
(3) Y. Yamazaki, S. Miyake, K. Akimoto, R. Inada, Effect of Ga2O3 addition on the properties of garnet-type Ta-doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte, Batteries 8(10), 2022, 158.
DOI: 10.3390/batteries8100158
(4) S. Teshima, Y. Ono, N. Goto, R. Inada, Electrical conducting properties of Na2Zn2TeO6 thick films fabricated by aerosol deposition, Materials Letters 324, 2022, 132640.
DOI: 10.1016/j.matlet.2022.132640
(5) A. Itaya, K. Yamamoto, R. Inada, Sintering temperature dependency on sodium‐ion conductivity for Na2Zn2TeO6 solid electrolyte, International Journal of Applied Ceramic Technology 18, 2021, 2085-2090.
DOI: 10.1111/ijac.13847
(6) A. Itaya, K. Yamamoto, R. Inada, Y. Sakurai, Effect of excess Na contents in precursor on the property of Na2Zn2TeO6 ceramic solid electrolyte, Materials Letters 284, 2021, 128941.
DOI: 10.1016/j.matlet.2020.128941
(7) R. Inada, A. Takeda, Y. Yamazaki, S. Miyake, Y. Sakurai, V. Thangadurai, Effect of postannealing on the properties of a Ta-doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte degraded by Li dendrite penetration, ACS Applied Energy Materials 3, 2020, 12517-12524.
DOI: 10.1021/acsaem.0c02474
(8) H. Hosokawa, A. Takeda, R. Inada, Y. Sakurai, Tolerance for Li dendrite penetration in Ta-doped Li7La3Zr2O12 solid electrolytes sintered with Li2.3C0.7B0.3O3 additive, Materials Letters 279, 2020, 128481.
DOI: 10.1016/j.matlet.2020.128481
(9) R. Inada, K. Okuno, S. Kito, T. Tojo, Y. Sakurai, Properties of lithium trivanadate film electrodes formed on garnet-type oxide solid electrolyte by aerosol deposition, Materials 11(9), 2018, 1570.
DOI: 103390/ma11091570
(10) R. Inada, S. Yasuda, H. Hosokawa, M. Saito, T. Tojo, Y. Sakurai, Formation and stability of interface between garnet-type Ta-doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte and lithium metal electrode, Batteries 4(2), 2018, 26.
DOI: 10.3390/batteries4020026
(11) R. Inada, T. Okada, A. Bando, T. Tojo, Y. Sakurai, Properties of garnet-type Li6La3ZrTaO12 solid electrolyte films fabricated by aerosol deposition method, Progress in Natural Science: Materials International 27, 2017, 350-355.
DOI: 10.1016/j.pnsc.2017.06.002
(12) R. Inada, S. Yasuda, M. Tojo, K. Tsuritani, T. Tojo, Y. Sakurai, Development of lithium stuffed garnet-type oxide solid electrolytes with high ionic conductivity for application to all-solid-state batteries, Frontiers in Energy Research 4, 2016, 26.
DOI: 10.3389/fenrg.2016.00028
(13) K. Kimura, K. Wagatsuma, T. Tojo, R. Inada, Y. Sakurai, Effect of composition on lithium-ion conductivity for perovskite-type lithium-strontium-tantalum-zirconium-oxide solid electrolytes, Ceramics International 42, 2016, 5546-5552.
DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.12.133
(14) R. Inada, K. Ishida, M. Tojo, T. Okada, T. Tojo, Y. Sakurai, Properties of aerosol deposited NASICON-type Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 solid electrolyte thin films, Ceramics International 41, 2015, 11136-11142.
DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.05.062
キーワード
テーマ2：次世代型高安全リチウムイオン電池に関する研究
概要
単一粒子計測を用いた酸化物負極材料の電気化学特性評価現行リチウムイオン電池の負極に広く使用されているグラファイトはリチウム基準で0.2V近傍と卑な作動電位を有し，電池の高電圧化および高エネルギー密度化を実現する上で重要な役割を担っていますが，低電位で作動するが故に過充電時に金属リチウム析出の危険性があり，安全性の面で課題があります。グラファイトに替わる高安全・長寿命負極材料として，1.5V付近（リチウム基準）に作動電位を持つチタン酸リチウムLi4Ti5O12が実用に至っていますが，充放電容量密度（単位重量当たり）が低く，電池の高エネルギー密度化の観点で課題があります。本研究では，先述の全固体電池用材料としての使用も視野に入れ，高安全・長寿命化と高エネルギー密度化を同時に達成し得る負極材料に関する研究に取り組んでいます。
主な業績
(1) D. Azuma, R. Inada, Characterization of Sn4P3 film formed by aerosol deposition for lithium-ion battery anode with liquid electrolyte and solid polymer electrolyte, Thin Solid Films 761, 2022, 139537.
DOI: 10.1016/j.tsf.2022.139537
(2) T. Moritaka, Y. Yamashita, T. Tojo, R. Inada, Y. Sakurai, Characterization of Sn4P3–carbon composite films for lithium-ion battery anode fabricated by aerosol deposition, Nanomaterials 9(7), 2019, 1032.
DOI: 10.3390/nano9071032
(3) T. Tojo, S. Kawashiri, T. Tsuda, M. Kadowaki, R. Inada, Y. Sakurai, Electrochemical performance of single Li4Ti5O12 particle for lithium-ion battery anode, Journal of Electroanalytical Chemistry 836, 2019, 24-29.
DOI: 10.1016/j.jelechem.2019.01.061
(4) R. Inada, R. Kumasaka, S. Inabe, T. Tojo, Y. Sakurai, Li+ insertion/extraction properties for TiNb2O7 single particle characterized by a particle-current collector integrated microelectrode, Journal of The Electrochemical Society 166, 2019, A5157-A5162.
DOI: 10.1149/2.0241903jes
(5) R. Inada, T. Mori, R. Kumasaka, R. Ito, T. Tojo, Y. Sakurai, Characterization of vacuum-annealed TiNb2O7 as high potential anode material for lithium-ion battery, International Journal of Applied Ceramic Technology 16, 2019, 264-272.
DOI: 10.1111/ijac.13058
(6) K. Narumi, T. Mori, R. Kumasaka, T. Tojo, R. Inada, Y. Sakurai, Syntheis and properties of Li3VO4-carbon composite as negative electrode for lithium-ion battery, AIP Conference Proceedings 1865, 2017, 060004.
DOI: 10.1063/1.4993380
(7) T. Takashima, T. Tojo, R. Inada, Y. Sakurai, Characterization of mixed titanium-niobium oxide Ti2Nb10O29 annealed in vacuum as anode material for lithium-ion battery, Journal of Power Sources 276, 2015, 113-119.
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2014.11.109
(8) R. Inada, K. Shibukawa, C. Masada, Y. Nakanishi, Y. Sakurai, Characterization of as-deposited Li4Ti5O12 thin film electrode prepared by aerosol deposition method, Journal of Power Sources 253, 2014, 181-186.
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2013.12.084
キーワード
テーマ3：イオン伝導性セラミックスの開発と応用
概要
耐水性を備えたリチウムイオン伝導性セラミックスイオン伝導性セラミックス（固体電解質）は二次電池用部材の他、温暖化や環境汚染の原因となるCO₂、NOx、SOx等の含酸素系ガスの検知デバイスや、液中に溶存した特定元素の回収用分離膜などの応用が期待されています。本研究では、全固体電池の研究でも扱っている酸化物系固体電解質材料に着目し、上記の応用に要求される特性を備えた材料開発を行っています。
主な業績
(1) K. Kimura, K. Wagatsuma, T. Tojo, R. Inada, Y. Sakurai, Effect of composition on lithium-ion conductivity for perovskite-type lithium-strontium-tantalum-zirconium-oxide solid electrolytes, Ceramics International 42, 2016, 5546-5552.
DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.12.133
(2) R. Inada, K. Kusakabe, T. Tanaka, S. Kudo, Y. Sakurai, Synthesis and properties of Al-free Li7-xLa3Zr2-xTaxO12 garnet related oxides, Solid State ionics 262, 2014, 568-572.
DOI: 10.1016/j.ssi.2014.04.005
(3) R. Inada, K. Kimura, K. Kusakabe, T. Tojo, Y. Sakurai, Synthesis and lithium-ion conductivity for perovskite-type Li3/8Sr7/16Ta3/4Zr1/4O3 solid electrolyte by powder-bed sintering, Solid State Ionics 261, 2014, 95-99.
DOI: 10.1016/j.ssi.2013.09.008
キーワード
担当授業科目名(科目コード)
電気機械工学Ⅰ（B12530060），電気機械工学Ⅱ（B12530070），電力工学Ⅱ（B12620050），計測工学（B12620390），エネルギー変換学（M22622020），先端電気システム特論Ⅱ（D32030040），Advanced Electrical Systems 2（D52030040），Electrical Technology and Materials 2（M42630190）
その他（受賞、学会役員等）
その他の研究テーマ
◆多価イオン電池に関する研究
受賞歴
◆平成7（1995）年3月 平成6年度電気・情報関連学科優秀卒業生（呉工業高等専門学校電気工学科）表彰
◆平成12（2000）5月 2000年度低温工学協会優良発表賞 低温工学協会
◆平成20（2008）1月 平成19年度電気学会優秀論文発表賞B賞 電気学会
◆平成22（2010）年9月 Excellent Paper Award for Young Scientists The 11th IUMRS International Conference in Asia (IUMRS-ICA 2010)
学会役員等
2010-2011 平成24年度電気関係学会東海支部連合大会現地実行委員会 現地実行委員
2012 平成25年電気学会全国大会実行委員会 実行委員
2012 平成25年度Next30産学フォーラムコアメンバー
2014-2015 電気学会東海支部活動推進員
2015 第56回電池討論会 実行委員
2015 The 3rd International Conference of Global Network for Innovative Technology (3rd IGNITE 2016) Technical Commitee Member
2017 内閣府政策統括官（科学技術・イノベーション担当）付参事官付 上席科学技術政策フェロー
2018-2020 Guest Editor for Special Issue "Oxide-based All-solid-state Lithium-ion Batteries" in Materials, MDPI
2019 カルガリー大学理学部化学科 客員教授
2019-2020 電気化学会第87回大会実行委員会 実行委員
2019-2020 第61回電池討論会実行委員会 実行委員
2020-2021 電気学会東海支部活動推進員
2023 令和5年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会 現地実行委員
2023-2024 電気化学会東海支部 幹事