2020 Fiscal Year Annual Research Report
Efficient energy conversion and storage electrodes by designing integrated layered ternary hybrid
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20F20347
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
櫻井 岳暁 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00344870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PAWAR SACHIN 筑波大学, 数理物質系, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Keywords | 光電気化学 / スーパーキャパシタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主目的は、光電気化学的な水分解とスーパーキャパシタに活用可能で効果的な電極の開発である。注目する材料は窒素欠陥を導入した多孔質g-C3N4（DPCN）、3次元階層型層状複水酸化物(LDH)構造、2次元遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)となる。電極材料の合成には、水熱法と化学的気相成長法を用いる予定である。
2020年度は 電極材料の合成に必要な化学物質，水熱式オートクレーブ容器、真空オーブン、3ゾーン炉を導入し実験を試みた。まず、DPCNを合成するための黒鉛ボートを設計・購入し、多孔質g-C3N4を作るのに必要なH2：Arガスも購入した。3次元構造の合成については、水熱法を用い、NiFe LDHをベースにした3次元LDH構造の合成を進めている。ラマン、PL、光学測定などの様々な分析が進行中である。
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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
研究課題の開始から4ヶ月が経過したところであり、装置類の導入がほぼ完了したところである。すでに合成実験に着手し始めており、研究は概ね順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
電極の作製と最適化に取り組む。 基板はNiフォームとFTOガラスを使用する予定である。まず、2020年度からの継続課題であるDPCNを合成し、その構造、相、多孔性、電気化学的測定を行う。続いて、水熱法によるNiFe、AlMn、ZnCoなどの異なるLDH構造を合成し、これらの試料の構造、相、形態、多孔性、表面積などを評価する。最適なLDH構造になるように、電気化学的測定の評価に取り組んだ後、最後に化学気相成長法を用いてMoS2、MoTe2、WS2などのTMDを合成する。以上の試料を基に光電気化学とスーパーキャパシタの研究のため、電極材料を最適化する。
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