2018 Fiscal Year Research-status Report
超高比表面積カルコゲナイドエアロゲルによる汚染物質除去
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16K05877
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
北沢 信章 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (60272697)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非晶質カルコゲナイド / ゾルゲル法 / 水熱合成法 / 電気化学特性 / 水分解電極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度は、(1)ゾルゲル法で合成されたCo-Mo-S系カルコゲナイド微粒子を用いた水分解電極の作製と評価、および、(3)二段階水熱法による基板上への非晶質カルコゲナイド電極の直接合成、について検討した。
(1) 「ゾルゲル法で合成されたCo-Mo-S系カルコゲナイド微粒子を用いた水分解電極の作製と評価」では、スキージ法によってフッ素ドープ酸化スズ基板上にCo-Mo-S系カルコゲナイド微粒子からなるペーストを塗布し、不活性雰囲気中で熱処理することにより得られたカルコゲナイド電極の電気化学的特性について検討した。その結果、非晶質のCo-Mo-S系カルコゲナイドの活性が結晶性のCo-Mo-S系カルコゲナイドよりも高いことが見出された。特に、強塩基性条件下では白金に匹敵する低い水素過電圧を示した。また、Co-Mo-S系カルコゲナイド電極の化学的耐久性は、試料電極を熱処理することにより向上させることが可能であった。
(2)「二段階水熱法による基板上への非晶質カルコゲナイド電極の直接合成」では、水分解特性を示す非晶質カルコゲナイドを基板上に直接堆積させる手法としての二段階水熱合成法の可能性ついて検討した。本手法では、はじめに水熱法によって透明導電膜付きガラス基板やニッケルメッシュ基板表面に鉄オキシ水酸化物、コバルト酸化物、チタン酸化物等のナノ構造体を堆積させた後、引き続いて、テトラチオモリブデンアンモニウム水溶液中で水熱処理を行い、陰イオン交換法によって非晶質カルコゲナイドナノ構造体を合成するものである。各種分光測定によって、鉄系およびコバルト系非晶質カルコゲナイドの合成が確認された。特に、ニッケルメッシュ表面に直接合成されたコバルト系非晶質カルコゲナイド電極は、優れた水分解特性を示すことが明らかとなった。今後は、合成された試料の水分解特性について詳細な検討を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初計画では、汚染物質除去を目的とした超高比表面積カルコゲナイドバルク多孔体を合成する計画であったが、湿潤ゲルの乾燥過程でバルク湿潤ゲルの再溶解や破壊が生じ、粉末状試料しか合成できなかった。そこで当初計画を変更し、粉末状試料を用いたカルコゲナイド電極の作製と水分解特性を検討することとなった。さらに、工学的な観点から基板上に直接、非晶質カルコゲナイドを堆積させる必要性が生じた。以上の理由から、本研究課題の進捗状況を「遅れている」と判断し、１年間の研究期間延長を申請した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、ゾルゲル法で合成されたカルコゲナイド微粒子をペースト状にして、基板上に塗布することによって作製したカルコゲナイド電極が水分解電極として機能することを見出した。さらに、二段階水熱合成法によって、各種基板上に非晶質カルコゲナイドを直接堆積させることに成功し、それらが水分解特性を有することを見出した。今後は、非晶質カルコゲナイドの水素発生電極としての特性を詳細に検討していく計画である。
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| Causes of Carryover |
一般競争入札により各種物品を購入したため、当初計画額（見積もり額）と契約額との間に相違が生じたことにより次年度使用額が生じた。使用計画としては、成果発表のための旅費や論文出版費、研究実施に必要な薬品類や基板等を購入するために使用したい。
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