3次元的に構造を緻密に制御した電極による多段階電気化学反応の理解と応用
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23K04486
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 27020:Chemical reaction and process system engineering-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
天谷 諭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 技術専門職員 (70540855)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 電気化学 / 3次元電極 / 積層造形 / マイクロ流路 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、多段階電気化学反応における3次元電極構造の設計指針の構築を目的とする。そのため、高精度3次元積層造形技術を活用することで緻密に構造を制御した3次元電極製作技術を構築する。構築した電極製作技術を適用して幾何学構造を制御した3次元電極と多段階電気化学反応の各工程との相関について明確化する。また、その結果を基に多段階電気化学反応プロセスを有するマイクロ流路型バイオ電池へ適用することで本研究の応用展開について検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、電極構造を3次元的に緻密に制御して形成する技術が不可欠である。また、最終的にはマイクロフローデバイスとしての展開を目標としている。その実現のため、高精度3次元積層造形技術とMEMS加工技術を融合させる基盤技術を構築する。具体的には、MEMSプロセスにより作製した電極上に位置決めして直接3次元積層造形技術、幾何学構造を制御した3次元マイクロ電極構造の作製、これを電極として使用するための導電性付与するプロセスについて検証を行う。
本年度は、MEMS加工技術によりマイクロ電極を作製し、3次元構造体を位置決めして電極上に直接積層造形するプロセス構築を行い、位置決め精度の検証を行った。その結果、位置決め精度±5ミクロン以下を達成した。これにより、マイクロフローデバイスへの展開について基盤技術を構築できた。次に、3次元マイクロ電極構造の作製および導電性付与を行った。3次元積層造形装置を用いて立体格子構造の開口寸法を制御した3次元マイクロ電極構造を作製した。その後、導電性付与として無電解めっきを適用して、被膜状態の評価を行った。無電解めっき後の3次元マイクロ電極の断面を観察したところ、3次元構造体内までめっきが被膜できており、電気化学反応用の電極として使用可能であることを確認できた。
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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
3次元構造体をMEMS電極上に位置決めして積層造形する技術、および3次元マイクロ電極構造の作製と無電解めっきによる導電性付与プロセスについて技術構築を実施し、良好な結果が得られているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
構造を制御した3次元電極を用いて、3次元電極の幾何学構造と電気化学反応の相関について検証実験を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
