| 研究課題/領域番号 |
18K04709
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
齊藤 丈靖 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70274503)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018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 | 活性炭 / 表面官能基 / 電荷移動抵抗 / 電気二重層キャパシタ / 賦活 / 熱硬化性樹脂 / キャパシタ / 表面修飾 |
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| 研究成果の概要 |
フラン樹脂粒子（粒径1 μm）をN2中で0-3 h、800度でKOH賦活した。フェノール樹脂、フラン樹脂、メラミン樹脂（粒径10 μm）をKOH賦活及びCO2賦活して活性炭を作製した。さらに、H2O2 (30wt%)、HNO3 (60wt%)、KMnO4 (0.06 M)、混酸を用いて表面官能基を導入した。酸性官能基を定量した結果、酸性官能基の酸化還元反応による擬似容量の発現や、活性炭の濡れ性向上による電荷移動抵抗の減少がみられた。また、カルボキシル基量と電荷移動抵抗に相関が認められた。カルボキシル基はKMnO4処理や混酸処理で導入できるが比表面積が減少するため最適化が必要である。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
活性炭表面にはOH、COOHなどの表面官能基が存在することも分かっており、表面化学種とイオンとの相互作用が今後の改善に重要な役割を果たすと考えられるが、その理解は進んでいない。活性炭表面官能基の定量化を元にして、活性炭表面の官能基量の制御指針を獲得すること本申請の特徴である。表面官能基の相違によって、電解質との濡れ性、電解質中のイオンとの相互作用、キャパシタ特性がどのように影響されるかを実験的に明らかにしたことに特徴がある。よって、活性炭の細孔構造、表面官能基、電解質との親和性、充放電特性との関係に対する科学的理解が劇的に進むと期待される。
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