高機能性エネルギー貯蔵材料の研究

Research Project

Project/Area Number	18F18045
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	外国
Research Field	Energy engineering
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	徐強国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, その他 (50357232)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	HONG WEI 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 外国人特別研究員
Project Period (FY)	2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status	Declined (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000) Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2018: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	エネルギー貯蔵・変換 / 炭素 / 触媒
Outline of Annual Research Achievements	高機能性炭素系材料は、エネルギー貯蔵・変換において大変有用であり、その精密構造制御は、エネルギー貯蔵・変換効率の向上に重要である。本研究では、ポーラス有機配位高分子の形状制御を行い、それを前駆体として用いて炭素化処理を行うことにより、電気化学的エネルギー貯蔵・変換に適した炭素系材料を合成し、エネルギー貯蔵・変換効率の大幅な向上を目的とする。水酸化ナノリウムの共存下で塩化鉄及び硝酸コバルトと２－メチルイミダゾール (MeIM)との反応により、鉄・コバルトの二金属有機配位高分子FexCoy BMMOFを合成した。アルゴン雰囲気下で、高温(800℃)で処理することにより、炭素化させた（FexCoy/C）。さらに、ホスフィン酸ナトリウム共存下で、アルゴン雰囲気下で加熱(300℃)処理することにより、リンをドープした試料FexCoy-P/Cを合成した。窒素吸着測定により、得られた炭素材料はメソ孔を有し、Fe1Co2-P/C試料の比表面積は68 m2 g-1であることが分かった。走査電子顕微鏡（SEM）及び透過電子顕微鏡（TEM）解析を行うことにより、得られた炭素材料において、鉄・コバルトの存在により炭素はグラファイト化され、グラファイトシェルが鉄及びコバルト粒子を保護していることが分かった。グラファイトシェルは、鉄及びコバルトナノ粒子を安定化させ、伝導性を高め、電極触媒としての性能を向上させることが可能である。合成された、鉄・コバルト及びリンを均一にドープした多孔質炭素材料を電極触媒として酸素発生反応に用いた結果、高い性能を示すことを見出した。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。