2025/07/18 更新

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カワスミ マサヤ
川角 昌弥
KAWASUMI Masaya
所属
未来社会創造機構 マテリアルイノベーション研究所 エネルギーマテリアル研究部門 特任教授
大学院担当
大学院工学研究科
職名
特任教授
連絡先
メールアドレス

学位 1

  1. 博士(工学) ( 1993年3月   ケースウエスタンリザーブ大学 ) 

研究キーワード 6

  1. ナノマテリアル

  2. ナノコンポジット

  3. 電極触媒

  4. 高分子電解質膜

  5. 水電解

  6. 燃料電池

研究分野 3

  1. ナノテク・材料 / ナノ材料科学

  2. ナノテク・材料 / エネルギー化学

  3. ナノテク・材料 / 高分子材料

現在の研究課題とSDGs 5

  1. 触媒

  2. 電解質材料

  3. 水電解

  4. 燃料電池

  5. 水素エネルギー

経歴 7

  1. 名古屋大学   未来社会創造機構 マテリアルイノベーション研究所 エネルギーマテリアル研究部門   特任教授

    2019年4月 - 現在

  2. 名古屋大学   未来社会創造機構 オープンイノベーション推進室   特任教授

    2019年4月 - 現在

  3. 名古屋大学   大学院工学研究科 化学システム工学専攻 材料化学   特任教授   博士

    2019年4月 - 現在

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    国名:日本国

  4. 株式会社豊田中央研究所   役員室   参与

    2018年7月 - 2019年6月

  5. 株式会社豊田中央研究所   役員室   リサーチ・アドバイザー

    2016年7月 - 2018年7月

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学歴 3

  1. ケースウエスタンリザーブ大学

    1989年9月 - 1993年3月

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    国名: アメリカ合衆国

  2. 名古屋大学   農学研究科   林産学専攻

    1983年4月 - 1985年3月

  3. 名古屋大学   農学部   林産学科

    1979年4月 - 1983年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 日本化学会

  2. 電気化学会

  3. 自動車技術会

  4. 高分子学会

委員歴 2

  1. 日本学術振興会 マイクロビームアナリシス 第141委員会   副委員長  

    2013年 - 2016年   

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    団体区分:学協会

  2. 日本学術振興会 マイクロビームアナリシス 第141委員会   諮問委員  

    2016年 - 2020年   

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    団体区分:学協会

受賞 2

  1. 平成20年度 高分子学会賞 技術

    2008年9月   高分子学会   ポリオレフィンおよびゴム系クレイナノコンポジットの開発

    臼杵 有光、加藤 誠、長谷川 直樹、岡本 浩孝、川角 昌弥

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

  2. 平成19年 ケイ素化学協会技術賞

    2007年11月   ケイ素化学協会   ナイロン-粘土ハイブリッドの研究と開発

    岡田茜 、臼 有光、川角昌弥、加藤誠、長谷川直樹

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    受賞区分:国内学会・会議・シンポジウム等の賞  受賞国:日本国

 

論文 86

  1. Water-soluble fullerene derivatives as radical scavengers for highly durable proton exchange membrane fuel cells 査読有り

    Ratna Balgis, Hibiki Ohashi, Kazuhira Miwa, Yoshiki Ono, Shoei Suyama, Takeshi Yanai, Miftakhul Huda, Takashi Watanabe, Tsutomu Aoki, Toshikazu Ogino, Chunyan Li, Masaya Kawasumi, Yutaka Matsuo

    Communications Materials   6 巻 ( 136 )   2025年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1038/s43246-025-00845-9

  2. Nitrogen-Containing Carbon-Encapsulated Platinum Electrocatalysts Supported by Single-Walled Carbon Nanotubes for Polymer Electrolyte Fuel Cells 招待有り 査読有り

        頁: 2500074   2025年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: https://doi.org/10.1002/smtd.202500074

  3. Improving the durability and anti-poisoning properties of platinum catalysts by carbon shell encapsulation: A promising approach for both cathode and anode catalysts for polymer electrolyte membrane fuel cells

    Park, JH; Saito, N; Kawasumi, M

    INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY   72 巻   頁: 642 - 651   2024年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal of Hydrogen Energy  

    Carbon shell encapsulation has emerged as an effective strategy for enhancing the durability of Pt-based electrocatalysts for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEFCs). Here, a nitrogen-doped carbon shell-encapsulated Pt catalyst supported on Ketjen black (Pt@C/KB) was synthesized, and its catalytic performance was characterized. The oxygen reduction reaction (ORR) performance and anti-poisoning properties were investigated in 0.1 M HClO4 with and without H2SO4 or H3PO4 poisoning, using a rotating ring-disk electrode (RRDE) technique. Despite a decrease in the electrochemical surface area (ECSA), Pt@C/KB encapsulated by a thin graphene-like carbon shell (<1 nm thick) showed high selectivity for the four-electron reaction due to its superior anti-poisoning properties, as well as improved ORR activity and durability. The H2O2 yield of Pt@C/KB, the precursor of hydroxyl radicals, was decreased approximately one third compared to bare Pt catalyst and the gap was more pronounced in the low potential (E ≤ 0.1 V/RHE) where close to practical anode potential, suggesting that Pt@C/KB can be applied as a new anode catalyst. Applying carbon core-shell catalysts to both the cathode and anode is a prospectively effective approach for improving the cell performance by improving the ORR activity and anti-poisoning properties, as well as for extending the lifespan of PEFCs.

    DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.05.394

    Web of Science

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  4. Single-Walled Carbon Nanotubes Supported Pt Electrocatalyst as a Cathode Catalyst of a Single Fuel Cell with High Durability against Start-up/Shut-down Potential Cycling

    Huda, M; Kawahara, T; Park, JH; Kawasumi, M; Matsuo, Y

    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS   6 巻 ( 24 ) 頁: 12226 - 12236   2023年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ACS Applied Energy Materials  

    Carbon nanotubes (CNTs) have remarkable properties such as high conductivity, high porosity, and high oxidation resistance, which make them excellent candidates for supporting electrocatalysts in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). In this study, high-crystallinity, high-purity single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), which were prepared by enhanced direct injection pyrolytic synthesis (e-DIPS), were used as a support for a metal electrocatalyst. Platinum (Pt) nanoparticles of uniform size were synthesized by a facile solvothermal method and distributed evenly on the surface of the SWCNTs (Pt/SWCNT). Electrochemical measurements using cyclic voltammetry and linear sweep voltammetry showed that the Pt/SWCNT exhibited higher mass activity and specific activity compared to commercial Pt nanoparticles supported on graphitized carbon (Pt/C). A PEMFC membrane electrode assembly (MEA) utilizing Pt/SWCNT as the cathode layer (Pt/SWCNT-MEA) with low Pt loading demonstrated high-efficiency performance with power density per gram of Pt that was three times higher than that of Pt/C. Furthermore, in a durability test using a high-voltage triangular wave between 1.0 and 1.5 V to induce corrosion of the catalyst and carbon support, simulating harsh conditions of actual repeated start-up/shut-down cycles during long-term use, the Pt/SWCNT-MEA retained high performance even after 10,000 potential cycles. These results indicate that SWCNTs show promise as an excellent support material for electrocatalysts, offering high performance and durability, and thus can contribute to realizing PEMFCs with superior performance.

    DOI: 10.1021/acsaem.3c01919

    Web of Science

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  5. Highly durable graphene-encapsulated platinum-based electrocatalyst for oxygen reduction reactions synthesized by solution plasma process

    Park, JH; Kim, K; Wang, XY; Huda, M; Sawada, Y; Matsuo, Y; Saito, N; Kawasumi, M

    JOURNAL OF POWER SOURCES   580 巻   2023年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Power Sources  

    Though expensive platinum (Pt) is used as catalyst for oxygen reduction reaction (ORR) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), insufficient durability remains as a bottleneck for commercialization of PEFCs. Improving both catalytic performance and durability by graphene encapsulation is an attractive strategy to solve this problem. In this study, graphene-encapsulated PtFe core-shell catalyst is synthesized with dimethyl formamide (DMF) and a pair of Pt and Fe electrodes without using any metal salts by utilizing the solution plasma (SP) process. TEM and EELS results show synthesized PtFe nanoparticles are encapsulated with close to single-layered highly crystallized graphene. Although commercial Pt/C showed significant performance degradation (ECSA −33%, MA −68%) after 50,000 cycles of accelerated durability test (ADT), PtFe core-shell catalyst shows remarkably improved durability (ECSA −13%, MA −19%) while graphene shell clearly remains. The improved durability is more prominent in the single cell test, the decrease in maximum power density after 6000 cycles of ADT was significantly lower as −1.2%, compared to that of Pt/C (−52.1%). This study introduces a novel and attractive catalyst synthesis process by the SP method followed by heat treatments and suggests graphene encapsulation can improve long-term durability of catalyst while maintaining ORR activity.

    DOI: 10.1016/j.jpowsour.2023.233419

    Web of Science

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書籍等出版物 1

  1. 知の挑戦 新しい価値の創造 2014年版

    BPコンサルティング  2014年 

講演・口頭発表等 42

  1. Highly Water-Soluble Fullerene Derivatives for Durable Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells 国際会議

    Yutaka Matsu, Kazuhira Miwa, Ratna Balgis, Masaya Kawasumi

    ECS Meeting Abstracts  2024年8月9日 

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    開催年月日: 2024年8月

    国名:アメリカ合衆国  

    DOI: 10.1149/MA2024-0111956mtgabs

  2. Nitrogen-containing Carbon-encapsulated Platinum Electrocatalysts Supported by SWCNT via Solution Plasma for Fuel Cells Application 国際会議

    Qiao Chen, Miftakhul Huda, Masaya Kawasumi, Yutaka Matsuo

    2025年3月5日 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(基調)  

    国名:日本国  

  3. Synthesis of pentapod phosphonated C60 and application to fuel cell membranes

    Kazuhira Miwa, Ratna Balgis, Kazutoshi Yoshimura, Masaya Kawasumi, Shinobu Aoyagi, Yutaka Matsuo

    第68回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム   2025年3月4日 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  4. Synthesis of Platinum-Palladium Bimetallic Nanorods Supported on Single-walled Carbon Nanotubes

    Qing Li, Miftakhul Huda, Masaya Kawasumi, Yutaka Matsuo

    第68回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム   2025年3月4日 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

  5. High-performance and durable fuel cell electrocatalysts: Nitrogen-doped graphene-shell-encapsulated Pt nanocatalysts supported on SWCNTs

    Chuyang Yu, Miftakhul Huda, Masaya Kawasumi, Yutaka Matsuo

    第68回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム   2025年3月4日 

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    開催年月日: 2025年3月

    記述言語:英語   会議種別:ポスター発表  

    国名:日本国  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 高性能・高耐久・低コストMEAに向けた先端要素技術の研究開発

    研究課題番号:P20003  2020年7月 - 現在

    国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構  燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業 

    川角 昌弥

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    資金種別:競争的資金

  2. 燃料電池の耐久性向上に向けたフラーレン誘導体ラジカルクエンチャーの研究開発

    2022年7月 - 現在

    燃料電池等利用の飛躍的拡大に向けた共通課題解決型産学官連携研究開発事業 

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

産業財産権 3

  1. 積層型プロトン伝導性電解質膜およびその製造方法

    川角 昌弥、長田 実、施 越、山路 晃史、山崎 翔也

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    出願人:国立大学法人東海国立大学機構 株式会社豊田中央研究所

    出願番号:2023-116623  出願日:2023年7月

    権利者:株式会社豊田中央研究所

  2. 電解質膜、電解質膜の製造方法、及び膜電極接合体

    松尾 豊 川昌弥昌弥

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    出願人:東海国立大学機構

    出願番号:2024-030037   出願日:2024年2月

  3. 触媒、触媒の製造方法、及び燃料電池

    松尾 豊 MIFTAKHUL HUDA 川角 昌弥

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    出願人:2024-02-22

    出願番号:2024-025901  出願日:2024年2月

 

社会貢献活動 3

  1. 第18回 アカデミックナイト ~グリーン・サステイナブルケミストリー~

    役割:コメンテーター

    ナゴヤイノベーターズガレージ  アカデミックナイト  2022年2月

  2. 第16回 アカデミックナイト ~カーボン・ニュートラル~

    役割:コメンテーター

    一般社団法人 中部圏イノベーション推進機構  アカデミックナイト  2021年6月

  3. 第2回 アカデミックナイト「新構造による高機能化」

    役割:コメンテーター

    一般社団法人 中部圏イノベーション推進機構  アカデミックナイト  2019年10月