| Project/Area Number |
22KF0215
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| Project/Area Number (Other) |
22F22336 (2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022) |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小山 宗孝 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90221861)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SHAH SYED 京都大学, 工学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2024: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2023: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | キャパシタ / 多孔質炭素 / 硫黄ドープ / 遷移金属水酸化物 |
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| Outline of Research at the Start |
本共同研究では、多孔性炭素材料と酸化還元活性を有するナノ材料とを複合化について検討することにより、電気二重層キャパシタなどの電気化学的エネルギー貯蔵デバイスの開発を行う。電気二重層キャパシタは、二次電池に代替する電気化学デバイスとして近年注目を集めているが、本研究では、特に、硫黄ドープ多孔性炭素を基板としたナノ複合化に着目して、金属ナノ粒子や導電性ポリマーを含めた種々の可能性を検討して電極の高度化を図る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年の検討をさらに進展させて、今回の目的である電気化学的エネルギー蔵バイスの開発に好適な硫黄ドープ多孔性炭素の調製法について検討した。具体的には、昨年導入したプログラム管状電気炉をを用いて、窒素雰囲気下での高温加熱処理に関する検討を進め、魚の骨や植物などのバイオマスを原料にした高温加熱処理による活性炭素作製についてを種々検討した。
さらに本年度の中心課題として、硫黄ドープ多孔質炭素およびそれと複合化する酸化還元活性を有するナノ材料合成についても検討した。小型高圧蒸気滅菌器を用いて、遷移金属酸化物や水酸化物を水熱合成法によって調製し、それらとの複合化して各種電気化学評価を行った。サイクリックボルタンメトリーやインピーダンス測定を行うことにより、バイオ由来の硫黄ドープ活性炭素の電気化学的評価を進めることができた。
水熱合成法を利用したニッケルコバルト層状複水酸化物の作製については、特に研究を進展させ、ニッケルフォーム上に層状複水酸化物の電気化学特性についても評価を進めた。複合材料の展開と応用については、さらに検討を進めている。
国際共同研究に関しては、SHAH氏の出身のサウジアラビア・キングファハド石油鉱物大学のAZIZ博士とは継続的にメールで連絡をして共同研究をすすめているが、パキスタン・アブドゥールワリカーン大学マルダンのHYAT博士とも、バイオマスの炭素化に関する共同研究を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
材料合成と電気化学評価については、現有の装置で充分検討を進めることができたが、合成した各種材料評の構造等の解析に関して、協力機関での評価に遅れが生じており、成果をまとめるところには至っていない。しかし、電気化学測定の結果からは、おおむね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は最終年度で研究期間も７カ月と限られるが、材料合成と電気化学測定に関してはさらに検討を進めて結果をまとめていく。また、材料評価に関する共同研究に関しては、共同研究先を拡大して、さらに解析を進めていく。
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