第5章　山崎仁丈教授とプロトン伝導体研究を読む

材料工学部門のメンバーページは山崎仁丈氏を教授として掲載しています。九州大学研究者情報は、主所属をエネルギー研究教育機構の教授とし、工学部材料工学科と工学府材料工学専攻を併任すると掲載しています。研究者情報の表示更新日は2026年8月24日です。

研究者情報は、山崎教授の研究分野として無機・エネルギー材料、無機材料中の点欠陥、固体表面の化学反応、熱化学水分解用金属酸化物、プロトン伝導性固体酸化物形燃料電池電解質などを挙げています。材料工学部門ページも、点欠陥と固体表面反応を材料工学の視点から調べると説明しています。

2025年のElectrochemistry 93巻2号には、Negative Activation Volume in Hydrated BaZr0.8Y0.2O3−δ Proton Conductor at Room Temperature が掲載されています。DOIは10.5796/electrochemistry.24-00124です。対象のBZY20は、バリウム・ジルコニウム・イットリウム・酸素からなる酸化物で、水を取り込んだ状態ではプロトンが移動して電気を運び得る材料です。山崎氏は共著者で、論文のCRediT表示では研究資源の提供（Resources, Supporting）を担当しています。

論文は、含水BZY20を室温近傍で静水圧0～180 MPaの範囲に置き、電気的な応答からバルク抵抗の変化を調べています。ここでバルク抵抗は、電極界面などではなく試料内部の応答として分離した抵抗成分です。静水圧は試料を特定方向だけでなく周囲から押す圧力です。MPaは圧力の単位で、180 MPaは大気圧より大幅に高い条件です。ただし論文の装置、試料形状、周波数範囲などの条件を省いて、すべてのプロトン伝導体へ同じ数値を当てはめることはできません。

論文は、大きな亀裂に起因する抵抗増加を除外した成功測定について、室温近傍・0～180 MPaの範囲で、圧力の増加に伴って含水BZY20のバルク抵抗が低下したと報告しています。抵抗が低いことは、同じ形状・条件で電荷を運びやすい方向の変化を示します。論文題名にある負の活性化体積は、圧力に対するプロトン伝導度の変化を数量化する解析量です。

固体は原子が完全に隙間なく並ぶ模型ではありません。原子が抜けた空孔や、別の元素が置き換わった場所を点欠陥と呼びます。BZY20では組成と水の取り込みによって、プロトンが酸素の近くに存在し、隣の位置へ移る道が生まれます。圧力を変えると原子間隔や移動時の局所構造が変わり、抵抗へ表れる可能性があります。観測された抵抗変化と、それを説明する微視的機構は同じ種類の主張ではありません。また、室温近傍・静水圧の結果を400℃超・複雑な応力状態の実機へ直接移し、『圧力をかければ燃料電池性能が向上する』と一般化することは論文の範囲を超えます。これは公式プロフィールと論文を18歳向けにつないだ本書の説明です。

論文は、実際のプロトンセラミック燃料電池が400℃を超える温度で使われ、応力状態も今回の静水圧条件とは異なるため、室温近傍の結果から実機の影響をそのまま期待できないと制限しています。

教員へ連絡する前に、論文の対象材料、温度・圧力・測定範囲、直接観測した量、著者が示す機構、論文自身の限界を五列にします。次に、自分が学んだ熱力学、固体化学、電気化学、結晶、測定のどれが接続するかを書きます。相談文では、論文を読んだ事実だけでなく、どの現象に関心を持ち、どの基礎を持ち、何を確かめたいかを一段落で示します。これは本書の読解・連絡準備案で、返信・面談・受入れを保証しません。

確認した公式ページから、山崎教授の現職、併任、専門、論文は確認できます。一方、併任という所属表示だけから、すべての志願者を受け入れることや特定科目を2027年度に担当することは確認できません。2027年度の学生受入可否、教員別受入人数、研究室の空席、志願者へ割り当てる研究題目、2027年度の担当授業、利用できる測定装置・試料・共同研究データ、入試問題作成への関与は公表されていません。確認時点の専門・研究テーマも、2027年度に学生へ割り当てる題目一覧ではありません。紹介論文では山崎氏は共著者で、筆頭著者・責任著者として研究全体を主導したとは表示できません。