2016 Fiscal Year Annual Research Report
Design of nano-carbon electrode for fuel cell tyoe reactor
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15K14213
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田川 智彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10171571)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 博史 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70293644)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 2次電池電極 / ナノカーボン / 複合電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当研究グループでは炭素とシリコンの複合電極の開発として，炭素材料についてはプラズマ化学蒸着成膜（P-CVD）法を用いナノレベルで構造制御されたナノカーボンを金属基板に密着させて作製し，さらにその表面をシリコン化合物で覆うことで高容量化とサイクル特性に優れた負極を得ることを目的とした．
P-CVD法にて金属表面に炭素薄膜を形成し電解液が直接に金属集電体に触れることを防ぎ，その上にナノカーボンを垂直に成長させた．シリコンを複合化できるよう空隙を持たせ，充放電の際にシリコンの膨張収縮による応力がかかることを考慮して炭素面は様々な方向を向ける．その後，同じP-CVD装置を用いて連続してシリコンを複合化させることとした．複合化工程を連続して行うので搬送が不要となり表面への不純物吸着を抑えることができる．P-CVD法によるナノカーボン作製はメタンと水素ガスを原料とし，空隙へのシリコン充填は有機シリコン溶液と水素ガスを用いた．基板は600℃から900℃に加熱している．電極の高さはカーボンの作製時間で調整した．作製後の試料上面からの走査型電子顕微鏡写真、断面の透過型電子顕微鏡写真からは、炭素面が様々な方向を向きながら成長し，屈曲していることがわかる．断面観察からは基板界面付近には炭素の薄膜があり，その上に薄片状のナノカーボンが成長している様子が見えた．薄片の結晶子径は約20から100nm程度であり，厚みは10から20nmである．この試料では炭素電極の作製時間は1時間で約165nmの高さとなっている．両写真から目標としたナノカーボン電極と適度な空隙を持つ炭素電極の骨格を形成していることが確認できた．
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Research Products
(2 results)
