2020 Fiscal Year Research-status Report
Mechanochemical Synthesis of Functionalized Nano-carbons for Electrochemical Energy Conversion Devices
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20K05693
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
湯浅 雅賀 近畿大学, 産業理工学部, 准教授 (50404075)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | メカノケミカル反応 / グラフェン / 大容量蓄電池 / グルコース燃料電池 / 二酸化炭素還元 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究では、メカノケミカル法でグラフェンを合成し、そのグラフェンの物性を明らかにするとともに、電気化学エネルギーデバイスへと応用展開することに取り組む。具体的には、メカノケミカル法により合成したグラフェンについて、以下の２点を明らかにする。
① 酸素還元・酸素発生に対して高い活性を示す要因を明らかにする
② 酸素還元・酸素発生反応以外の電気化学反応への適用可能性を探る
①を明らかにするために本年度は、メカノケミカル法によりグラフェンを合成する際の合成条件が酸素還元・発生活性に与える影響を調べた。その結果、回転速度が大きいほど比表面積が大きく、また、欠陥を多く含むグラフェンが得られ、酸素還元・発生活性が向上することが明らかになったた。また、粉砕時間の検討を行った結果、粉砕時間が長すぎるとグラフェンが凝集し、酸素還元活性が低下することが明らかとなった。②についての検討では、今年度はグルコース酸化反応を検討した。メカノケミカル法により合成したグラフェングルコース酸化電極としたグルコース燃料電池を作製し、その出力を評価した。その結果、これまでの研究代表者らの研究により高いグルコース酸化活性を有することが見いだされているランタン-ニッケル系複合酸化物をグルコース酸化電極として用いたグルコース燃料電池に比べて、1.54倍の出力を得ることができた。このことから、メカノケミカル法により合成したグラフェンはグルコース酸化反応に応用できることがわかった。
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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
グラフェンの合成条件（粉砕における回転速度、粉砕時間）の検討から、グラフェン粒子の凝集性が酸素還元・発生活性に与える影響を明らかにすることができ、「研究実績の概要」記載の目的①を予定通り達成したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、上記の本研究の目的①に関して、粒子の凝集状態の重要性を明らかにした。今後は、グラフェンへの異種元素のドープ状態や触媒の担持方法が酸素還元・発生活性に与える影響を検討する。また、本研究の目的②については、本年度はメカノケミカル法によりグラフェンがグルコース酸化活性に対して活性を示すことを明らかにしたが、今後はその要因を探るとともに、その他の電気化学反応への適用可能性について検討を行う。
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Research Products
(2 results)
