| Project/Area Number |
20F20347
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
櫻井 岳暁 (2020-2021) 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00344870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PAWAR SACHIN 筑波大学, 数理物質系, 外国人特別研究員
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| Host Researcher |
櫻井 岳暁 (2022) 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00344870)
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| Foreign Research Fellow |
PAWAR SACHIN 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2022: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 水分解 / スーパーキャパシタ / 光電気化学 |
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| Outline of Research at the Start |
多孔質で表面積が広く反応活性の高いg-C3N4、エネルギー制御が容易で、比静電容量の優れた層状複水酸化物、グラファイトのような層状構造を持ち高い電子伝導性を備える遷移金属ジカルコゲナイドを積層し、三元ハイブリッド構造を作製する。形成条件を工夫し反応活性点を増やすことで、電気伝導と触媒活性の優れた単層、三元ハイブリッド積層電極構造の実現、ならびに優れた光触媒活性とスーパーキャパシタを実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主目的は、光電気化学的な水分解、ならびにスーパーキャパシタに活用可能で効果的な電極の開発である。注目する材料は窒素欠陥を導入した多孔質 g-C3N4(DPCN)、3次元階層型層状複水酸化物(LDH)構造、2次元遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)となり、このヘテロ構造の導入による機能化を目指した。
2022年度は、g-C3N4およびDPCNの合成を3ゾーン電気炉を使用して行った。g-C3N4とDPCNの形成に成功したことは、XRDとフーリエ変換赤外線分光法（FTIR）分析によって確認された。g-C3N4とDPCNの比表面積をBET比表面積測定法により分析し、DPCNでの表面積の拡大を確認した。さらに、水熱合成法により、NiFe LDHとg-C3N4, DPCNからなる複合構造を得た。この複合構造体の電気化学特性を測定し変化を確認した。なお、代表的なTMDであるMoS2についても3ゾーン炉を使用して合成を試みたが、半年間の研究期間の短縮により最終生成物までには至らなかった。
以上の2020年度-2022年度に実施された実験を通じ、DPCN/NiFe LDH/TMD三元ハイブリッド積層電極構造の構築法を確立し、基礎的なデータを蓄積することが可能になった。目的である機能性電極の機能発現については実証することができたが、構造最適化については今後の課題である。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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