2015 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギーデバイス界面の動的電気測定による疎性モデリングの産業応用
Publicly Offered Research
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
26120502
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
島田 敏宏 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10262148)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | エネルギーデバイス界面 / インピーダンス分光 / システム同定 / h-BN / グラフェン / 仕事関数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二次電池、燃料電池、太陽電池などエネルギーデバイスにおいては原子レベルで制御された界面が本質的な役割を果たす。本研究では、原子レベルでの界面制御を行った物質・デバイスの設計と開発およびエネルギーデバイスの動的電気特性の効率的な測定法の追求とを目的とした。得られた成果は以下の通りである。
１．二次電池の電極界面に価数変化できるナノ粒子を配置した場合の蓄電性能の変化について物理的考察を行い、定量的に明らかにした。２．動的電気特性の測定実験とデータ解析法の開発を行い、RC等価回路に対しては、示すようにLjungの”Output Error(OE)モデル”によるシステム同定を基本とする解析法がよいことが分かった。３．太陽電池・二次電池等に用いるナノ界面構築のための材料開発を行い、カーボンナノチューブ(CNT)・MoS2複合材料とFeナノワイヤの作製法を開発した。それぞれの太陽電池特性(CNT-MoS2)電気特性と磁気特性(Fe)について評価した。４．第一原理計算により炭素-ホウ素-窒素による新材料の設計を行った。グラファイトは金属であるが、六方晶窒化ホウ素は絶縁物である。それでは、窒化ホウ素中に炭素をドープしていった場合、電子状態はどのようになっているであろうか。これまでの研究から、六方晶窒化ホウ素のシート内で炭素は炭素原子同士で集まりやすいことが知られている。したがって、このような物質は炭素による「分子」を絶縁体に埋め込んだものとみなすことができる。第一原理計算の結果、「分子構造」によってバンドギャップが異なり、水素と炭素からできている分子とは異なる形状依存性を示すこと、奇数個の炭素を持つ場合にはNとBのどちらを多くCで置き換えたかに依存して仕事関数が1.8eVも変化することを見出した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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