| 研究課題/領域番号 |
16K12653
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| 研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
持続可能システム
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| 研究機関 | 関東学院大学 (2017-2018)
宇部工業高等専門学校 (2016) |
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研究代表者 |
友野 和哲 関東学院大学, 理工学部, 准教授 (40516449)
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| 研究分担者 |
碇 智徳 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (40419619)
島袋 勝弥 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (70618446)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 再資源化 / ブロモシラン / 電気化学的手法 / カーボンナノチューブ / リチウム蓄電池 / 蓄電技術 / 廃棄物再資源化 |
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| 研究成果の概要 |
太陽光パネル製造時に50%のシリコン切屑が発生する。我々は臭化水素によるブロモ化反応を用いてブロモシランを得た。液体であるブロモシランは電気化学的手法のシリコン源として有効利用できる。リチウムイオン電池の負極材として，シリコンと不織布型CNTの複合電極材料を作製した。この方法は，Ni基板上へのCNTの泳動電着法(EPD法)と，それに続くブロモシランからのシリコン電析を含んでいる。薄膜の電気化学的利用を最大にするために，EPD時間とSi電析の条件を系統的に変更し，得られた薄膜の評価を行った。得られた電極は700mAh/gの電荷蓄積量を有した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の遂行により，電気泳動を促進させるマグネシウム等のイオン無しでのCNT膜厚制御とブロモシランのCNT基板に対するSi還元析出の知見が得られた。Liイオン電池用負極材としてSi/CNT基板は負極材として働くことがわかった。また，Siの膨張収縮による基板からの脱落は不織布状にCNTを電着させることで抑制しうることが示唆された。各種条件の最適化には至らなかったが，太陽電池製造時に発生する廃Siから得られるブロモシランを，蓄電材料であるSi系負極材へ利用できたことは，ブロモシランの付加価値を高めたこと，常温・ウエットプロセスという低コスト手法による負極材作製法の可能性を提供できたと考えている。
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