| 研究課題/領域番号 |
21K04149
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
金 敬鎬 北見工業大学, 工学部, 教授 (70608471)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ナノ構造体 / 水酸化物 / 酸化物 / エネルギー貯蔵デバイス / 複合酸化物 / 複合水酸化物 / 電気化学反応 / スーパーキャパシタ / ナノ材料 / 電極材料 / 省エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では、ウェットプロセスを用いた複合ナノ構造体のデザインとその電気化学的反応機構を解明し、エネルギー貯蔵デバイスの性能向上を目指す。
従来の均一核生成・成長のみ用いて得られた粉末状のナノ構造体の場合は、添加物を混合した後金属基板上にコーティングする方法を用いて電極材料として使用できる。しかし、添加物の不均一な分布や高抵抗による素子性能の低下が指摘される。
そこで、従来では困難であった均一核生成・成長と不均一核生成・成長を同時に用いた複合ナノ構造体を直接成長させ、そのサイズや形状が及ぼす電気伝導率、比表面積、熱・化学的安定性への影響と電気化学的反応機構との相関関係を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
従来の貴金属ルテニウム系酸化物より安価である遷移金属系（ニッケル、銅、コバルトなど）酸化物（又は水酸化物）ナノ構造体の可逆的ファラデー反応を利用したスーパーキャパシタは二次電池の補完として有望である。本研究課題では、簡単かつ環境にもやさしい化学溶液堆積法に基づくウェットプロセスを用いた新規遷移金属系複合水酸化物（又は酸化物）ナノ構造体のデザインとその電気化学的反応機構の解明により機能性向上を目指す。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の成膜法により得られた粉末状のナノ構造体を用いた場合、ナノ構造体と添加物の混合比率に関する条件は確立されている一方、どのようなナノ構造体がスーパーキャパシタの電極材料として最適なのかはまだ知られていない。特に、不透明な添加物の使用はその応用展開を制限する。本研究では、添加物フリー複合ナノ構造体を基板上に直接成膜させることで、ナノ構造体の優れた電気化学的特性を要する分野への応用展開も可能である。
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