2013 Fiscal Year Research-status Report
金属酸化物／炭素ナノコンポジットキャパシタの創製と界面特性の理解
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25630303
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
馬渕 守 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (00358061)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | キャパシタ / カーボンナノチューブ / ニッケル |
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| Research Abstract |
多層カーボンナノチューブ (CNT) の電気泳動による膜化の条件がCNTの集積状態に及ぼす影響を種々検討したが、CNTの集積状態に明瞭な違いは見られなかった。このため、CNTの電気泳動による膜化はすでに行っている条件で固定し、ニッケルの電解析出法について検討した。
種々のメッキ条件を検討した結果、パルスメッキにより直径約7 nmの超微細ニッケル粒子をCNT電気泳動膜の表面に析出させることに成功した。また、それらを所与の温度・時間で大気中加熱した結果、この加熱により電気化学キャパシタとしての容量が大幅に増加した。加熱前後の試料に対してX線回折 (XRD) 分析を行ったが、ニッケル種由来の回折ピークは見られなかった。試料に対するX線光電子分光 (XPS) 分析によれば、加熱（酸化）時間の違いにより酸化ニッケル・水酸化ニッケル・金属ニッケルの表面組成が異なり、短時間の加熱で金属ニッケルが酸化されて水酸化ニッケルの含有量が増えること、さらに長時間の加熱では水酸基からの脱水が促されて酸化ニッケルの含有量が増えることがわかった。また、走査電子顕微鏡 (SEM) 観察によれば、長時間の加熱ではニッケル種粒子が粗大化していた。
水酸化ニッケルが最も効率的に容量を増加させるという過去の研究に基づいて今回の結果をまとめると、ニッケル種における結晶性やニッケルの酸化状態よりもニッケル種微細粒子の析出サイズが容量に大きく影響し、この微細分散性が酸化ニッケル系キャパシタの容量増大のカギであることが明らかとなった。
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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
CNT膜の形成からニッケル析出条件・熱処理条件の最適化まで、予定通り行えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
透過電子顕微鏡による試料観察を行うとともに、さらなる容量増加のための追加実験を行う。
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