Last update: 2018/7/30

English

本林 健太 (Kenta MOTOBAYASHI) 

名古屋工業大学 助教
(Lab. HP)
Affiliations
大学院機能工学専攻
Office 4
号館206号室
Email  kmotobayashiatnitech.ac.jp
Tel/Fax 052-735-5496




Education

2002-2006 :
東京大学工学部応用化学科

2006-2008 : 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 (M.S.)

2008-2011 : 東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻 (Ph.D)

(Supervisor: Maki Kawai)



Academic Position

2008-2011 :
日本学術振興会 特別研究員 (DC1)

2011-2015 : 北海道大学 触媒化学研究センター 助教

2015-present : 名古屋工業大学 物理工学専攻 助教

(2011-2016 : 理化学研究所Kim表面界面科学研究室 客員研究員)
(2015-2016 :
北海道大学触媒科学研究所 客員准教授)

 


Research interests

表面科学、電気化学、ナノサイエンス



現在の研究テーマ

イオン液体が電極との界面に形成する構造とそのダイナミクス:

イオン液体は、正負のイオンのみによって構成される、「第3の液体」とも呼ばれる物質で、「燃えない、蒸発しない、電気を通す」新しい液体です。この液体は電極との界面に特徴的な構造を自発的に形成しますが、その詳細は未だ不明です。そこで、強力な界面分析手法である表面増強赤外分光法 (Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy: SEIRAS)を用いて、界面の構造、及びその電極電位に対する応答などを調べています。膨大な種類のイオン液体の構成イオンによってどう違うのか、別種のイオンや分子が混在するとどう変わるのか、電極電位や温度などの変化などにどう応答するのか、などがキーポイントです。イオン液体を使うことで実現する安全なLiイオン電池や燃料電池などに関する性能向上に役立つ基本的な知識体系の確立を目指しています。



イオン液体中で起こる電気化学反応のメカニズム解析:

水溶液中で起こる電気化学反応のメカニズムは盛んに研究されていますが、イオン液体中で起こる電気化学反応のメカニズムの解析はまだ始まったばかりです。特に、SEIRASを用いて観測したイオン液体が界面に形成する特徴的な構造が、電気化学反応にどう影響するか、という点に着目して種々の反応の解析を行っています。


燃料電池関連反応のメカニズム解析 :

 プロトン交換膜材料であるナフィオンや、水素の分解・発生反応の中間体である表面吸着水素の白金表面における電位応答挙動を、SEIRASを用いて解析しています。


過去の研究テーマ

触媒反応のメカニズム解析:

 不斉有機分子で修飾された白金が触媒として働く不斉化学反応(鏡像異性体、構造は同じだが対象性の異なる分子を作り分ける反応)、普通は触媒作用を持たない金にナノサイズの穴を空けることで触媒作用を付与したナノポーラス金表面上で起こる触媒反応に関して、モデル触媒を用いたメカニズム解析を行いました。

http://kmotobayashi.web.nitech.ac.jp/image007.gif


単一分子振動分光法の確立 :

 走査トンネル顕微鏡 (Scanning tunneling microscopy: STM) は、表面上の単一の分子を観測することができます。これをただ観察するだけでなく、単一分子の分光、もしくは化学分析を行う手法の開発に携わりました。分子の運動・反応速度を計測し、そこから化学情報を取り出すための理論的な基盤と方法論を確立しました。



表面吸着物の構造とダイナミクス :

 金属表面上及び酸化物薄膜上に孤立して吸着した水分子のモノマー及びダイマーについて、表面における構造とダイナミクスを明らかにしました。固液界面を理解するうえで基礎となる知識体系となりえる知見です。



STM誘起単一分子反応におけるエネルギー緩和過程の理解 :

 STMの探針から電子を注入することにより、単一分子の振動を励起し、これによって化学反応を誘起できます。これまでにないエネルギー緩和過程を経る、新しいメカニズムで起きる単一分子化学反応を発見しました。






Publications

21

Effect of the Side-Chain Structure of Perfluoro-Sulfonic Acid Ionomers on the Oxygen Reduction Reaction on the Surface of Pt

 

*Kenta Motobayashi and Masatoshi Osawa
Curr. Opin. Electrochem. 8 (2018) 147-155.

20

Anharmonicity in a Double Hydrogen Transfer Reaction Studied in a Single Porphycene Molecule on a Cu(110) Surface

 

S. Liu, D. Baugh, K. Motobayashi, X. Zhao, S. V. Levchenko, S. Gawinkowski, J. Waluk, L. Grill, M. Persson, and *T. Kumagai
Phys. Chem. Chem. Phys., 20 (2018) 12112-12119.

19

Effect of the Side-Chain Structure of Perfluoro-Sulfonic Acid Ionomers on the Oxygen Reduction Reaction on the Surface of Pt

 

*Kensaku Kodama, Kenta Motobayashi, Akihiro Shinohara, Naoki Hasegawa, Kenji Kudo, Ryousuke Jinnouchi, Masatoshi Osawa, Yu Morimoto
ACS catalysis, 8 (2018) 694-700.

18

Electrochemical THz-SERS Observation of Thiol Monolayers on Au(111) and (100) Using Nanoparticle-assisted Gap-Mode Plasmon Excitation

 

Motoharu Inagaki, Kenta Motobayashi, and *Katsuyoshi Ikeda
J. Phys. Chem. Lett., 8 (2017) 4236-4240.

17

Potential-Induced Restructuring Dynamics of Ionic Liquids on a Gold Electrode: Steric Effect of Constituent Ions Studied by Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy

 

*Kenta Motobayashi, *Naoya Nishi, Yuki Inoue, Kazuya Minami, Tetsuo Sakka, and Masatoshi Osawa
Electroanal. Chem., 800 (2017) 126-133.

16

Interfacial Structure at the Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquids|Gold

Electrode Interface Probed by Surface Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy: Anion Dependence of the Cationic Behavior

 

*Naoya Nishi, Kazuya Minami, *Kenta Motobayashi, Masatoshi Osawa, and Tetsuo Sakka
J. Phys. Chem. C, 121 (2017) 1658-1666.

15

Speciation of Adsorbed Phosphate at Gold Electrodes: A Combined Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy and DFT Study

 

Momo Yaguchi, Taro Uchida, Kenta Motobayashi, and *Masatoshi Osawa
J. Phys. Chem. Lett., 7 (2016) 3097-3102.

14

Tracking a Common Surface-Bound Intermediate during CO2-to-Fuels Catalysis

 

Anna Wuttig, Can Liu, Qiling Peng, Momo Yaguchi, Christopher H. Hendon, Kenta Motobayashi, Shen Ye, Masatoshi Osawa, and *Yogesh Surendranath
ACS Cent. Sci., 2 (2016) 522-528.

13

Inhibited Proton Transfer Enhances Au-Catalyzed CO2-to-Fuels Selectivity

 

Anna Wuttig, Momo Yaguchi, Kenta Motobayashi, Masatoshi Osawa, and *Yogesh Surendranath
PNAS, 113 (2016) E4585-E4593.

12

Potential-dependent Condensation of Water at the Interface between Ionic Liquid [BMIM][TFSA] and an Au Electrode

 

*enta Motobayashi and *Masatoshi Osawa
Electrochem. Commun., 65 (2016) 14-17.

11

Confinement of the Pt(111) Surface State in Graphene Nanoislands

Hyo Won Kim, Seiji Takemoto, Emi Minamitani, Tomonari Okada, Takeshi Takami, Kenta Motobayashi, Michael Trenary, Maki Kawai, Nobuhiko Kobayashi, and *Yousoo Kim
J. Phys. Chem. C, 120 (2016) 345-349.

10

The Role of Thermal Excitation in the Tunneling-Electron-Induced Reaction: Dissociation of Dimethyl Disulfide on Cu(111)

 

*Kenta Motobayashi, Yousoo Kim, Michiaki Ohara, Hiromu Ueba, and *Maki Kawai
Surf. Sci. 643 (2016) 18-22.

9

Effect of Hydrogen on the Orientation of Cinchonidine Adsorbed on Platinum: An ATR-SEIRAS study

*Kenta Motobayashi, Ryota Tomioka, Taro Uchida, and *Masatoshi Osawa
Chem. Lett. 44 (2015) 770-772.

8

Action Spectroscopy for Single-Molecule Reactions -Experiments and Theory

Yousoo Kim, Kenta Motobayashi, Thomas Frederiksen, Hiromu Ueba, and *Maki Kawai
Prog. Surf. Sci 90 (2015) 85-143.

7

Adsorption of Water Dimer on Platinum(111): Identification of the -OH···Pt Hydrogen Bond

*Kenta Motobayashi, *Líney Árnadóttir, Chikako Matsumoto, Eric M. Stuve, Hannes Jónsson, Yousoo Kim, and *Maki Kawai
ACS Nano 8 (2014) 11583-11590.

6

Dissociation pathways of a single dimethyl disulfide on Cu(111): Reaction induced by simultaneous excitation of two vibrational modes

*Kenta Motobayashi, Yousoo Kim, Ryuichi Arafune, Michiaki Ohara, Hiromu Ueba, and *Maki Kawai
J. Chem. Phys. 140 (2014) 194705, 1-8.

5

Hysteresis of Potential-Dependent Changes in Ion Density and Structure of an Ionic Liquid on a Gold Electrode: In Situ Observation by Surface-Enhanced Infrared Absorption Spectroscopy

*Kenta Motobayashi, Kazuya Minami, Naoya Nishi, Tetsuo Sakka, and *Masatoshi Osawa
J. Phys. Chem. Lett. 4 (2013) 3110-3114.

4

Spectral Fitting of Action Spectra for Motions and Reactions of Single Molecules on Metal Surfaces

*Kenta Motobayashi, Satoshi Katano, Yousoo Kim, and *Maki Kawai
Bull. Chem. Soc. Jpn. 86 (2013) 75-79.

3

Insight into Action Spectroscopy for Single Molecule Motion and Reactions through Inelastic Electron Tunneling

Kenta Motobayashi, Yousoo Kim, Hiromu Ueba, and *Maki Kawai
Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 076101,1-4.

Press release (Japanese)
Other media

2

State-selective dissociation of a single water molecule on an ultrathin MgO film

Hyung-Joon Shin, Jaehoon Jung, Kenta Motobayashi, Susumu Yanagisawa, Yoshitada Morikawa, *Yousoo Kim, and *Maki Kawai
Nature Mater. 9 (2010) 442-447.

Press release (Japanese / English)

1

Vibrational study of water dimers on Pt(111) using a scanning tunneling microscope.

Kenta Motobayashi, Chikako Matsumoto, Yousoo Kim and *Maki Kawai
Surf. Sci. 602 (2008) 3136-3139.





Publications in Japanese

5

電極表面上のイオン液体の挙動が見えた

 

本林健太
月刊化学 71 (2016) 63-64.

4

電極との界面におけるイオン液体の構造とその電位応答:表面増強赤外分光法による研究 (Structure and its Potential Dependence of Ionic Liquids on Electrode Surfaces: A Surface-Enhanced Infrared Study)

本林健太、西直哉、作花哲夫、大澤雅俊
溶融塩および高温化学 (Molten Salts) 58 (2015) 55-62.

3

STM を用いた単分子振動分光 (Single Molecule Vibrational Spectroscopy using STM)

川合真紀、金有洙、上羽弘、本林健太
表面科学 (J. Surf. Sci. Soc. Jap.) 35 (2014) 565-570.

2

STM を用いた表面吸着分子のアクションスペクトル―定量解析から得られる新知見― (Action Spectroscopy of Molecules Adsorbed on Metal Surfaces using STM: Insights Obtained from Quantitative Analysis)

本林健太、金有洙、上羽弘、川合眞紀
表面科学 (J. Surf. Sci. Soc. Jap.) 32 (2011) 597-602.

1

Pt(111)表面に吸着した水分子モノマーおよび ダイマーの表面ダイナミクス (Surface Dynamics of Water Monomers and Dimers on Pt(111) Surface)

本林健太、松本周子、金有洙、川合眞紀
表面科学 (J. Surf. Sci. Soc. Jap.) 28 (2007) 354-360.





Awards

2017 :

名古屋工業大学 若手研究イノベータ奨励賞

2017 :

ISSS8, Best Poster Award (8th International Symposium on Surface Science)
"Potential-Induced Restructuring Dynamics of Ionic Liquids on a Gold Electrode: Cation dependence Studied by ATR-SEIRAS"

2014 :

第5回イオン液体討論会優秀ポスター賞
"
イオン液体|電極界面におけるLiイオンの挙動:表面増強赤外分光法による検討"

2010 :

日本表面科学会 講演奨励賞
"STM
を用いた表面吸着分子のアクションスペクトル ―定量解析から得られる新知見―"

2009 :

ICESS11, Best Poster Award (11th International Conference on Electronic Spectroscopy and Structure)
"Quantitative analysis of action spectrum for a single molecule reaction induced by vibrational excitation with an STM"

2007 :

DIET XI, Student Award (11th International workshop on Desorption Induced by Electron Transition)
"Vibrational study of water dimers on Pt(111) through the surface dynamics traced by STM"





Contact

motobaya.k_at_gmail.com

(please replace _at_ with @)





おまけ