2005 Fiscal Year Annual Research Report
メソ多孔化炭素・金属酸化物ハイブリッド電極を用いるスーパーキャパシタの開発
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17350097
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
高須 芳雄 信州大学, 繊維学部, 教授 (50035078)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 泰 信州大学, 繊維学部, 助教授 (90219907)
杉本 渉 信州大学, 繊維学部, 助手 (20313843)
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| Keywords | キャパシタ / 活性炭 / スーパーキャパシタ / メソ孔 / カーボンブラック / 金属酸化物電極 |
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| Research Abstract |
1.炭素材料のメソ多孔化(細孔径、ナノチャンネル径制御法の確立)
活性炭、カーボンブラック、HOPG(高配向性熱分解グラファイト)にコバルト、ニッケル、鉄、白金、ルテニウムなどの金属ナノ粒子を担持し、水素と窒素の混合気流中で加熱すると、2〜30nmの細孔や溝(ナノチャンネル)を形成させることが出来ることを見出した。この反応は金属ナノ粒子の触媒作用により、水素と炭素材料が反応してメタンを生成することによる。白金以外のこれら金属超ナノ粒子は硫酸などの強酸で容易に溶解除去することができた。HOPGを用いたのは、金属ナノ粒子が炭素材料(グラファイト)を掘削する挙動を明確にするためである。この実験により、約20nmより小さなサイズの金属ナノ粒子は炭素結晶の原子配列に影響され直線的ナノチャンネルを形成することが明確になった。活性炭の場合には金属ナノ粒子はランダムに掘削し、かつ、メソ孔率が高くなることがわかった。
2.メソ多孔化炭素材料への各種金属酸化物の含浸担持
メソ多孔化活性炭に金属酸化物粒子を担持するため、活性炭に塩化モリブデンを含浸させ、大気中300℃で加熱し、酸化モリブデン担持活性炭を得ることができた。
3.形態制御した金属酸化物の合成
酸化ルテニウムの層状化、その剥離によるナノシート化、ゾルゲル法および錯体重合法による酸化チタンと酸化バナジウムの低温複合化を行い、それぞれの電気化学キャパシタとしての特性を評価した。
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