| 研究課題/領域番号 |
21K04762
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分27020:反応工学およびプロセスシステム工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 (2023)
北海道大学 (2021-2022) |
|---|
研究代表者 |
岩村 振一郎 東北大学, 材料科学高等研究所, 特任准教授 (10706873)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 反応プロセス / ナノ材料 / エネルギーデバイス / 炭素材料 / 化学気相析出法 / モノリス成型 / ナノ粒子担持 / モノリス整形 / モノリス成形 / 多孔質炭素 / 電解析出 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、レドックスキャパシタ用電極材料への利用に向けたモノリス状多孔質炭素と金属酸化物のナノ複合材料を簡便な設備・手順で製造する技術を開発する。これに向けて細孔構造を任意に制御した多孔質炭素モノリスを担体として、申請者の開発した多孔体内部の原料拡散状態を制御するの独自のCVD法と電析法を活用することで金属酸化物をモノリス体内部にナノレベルで均一な担持を行う。得られた材料の電極特性を評価し、その結果を元に構造のさらなる最適化を図る。
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、高性能なレドックスキャパシタ電極の開発に向けて、レドックス物質である金属・金属酸化物を均一に担持したモノリス状多孔質炭素(PCM)を簡便に製造するプロセスの開発を目指した。ゾルゲル法におけるゲル化中間体で原料を濃縮工程と賦活処理組み合わせることで、金属・金属酸化物ナノ粒子の担持に最適なマイクロサイズの空隙と高表面積化に向けたミクロ孔をPCMに導入・構造制御することに成功した。また、熱分解により金属化合物を気相で多孔体内に拡散し、金属・金属酸化物の均一担持するための簡便なプロセス開発に成功した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
モノリス状多孔質炭素の実用化可能な製造プロセスは限られており、高表面積に重要なミクロ孔構造と同時にマイクロオーダーの大きな空隙も制御することは困難である。本研究の成果によりマイクロオーダーの空隙を任意に導入可能とする多孔質炭素モノリスを開発できたため、キャパシタ電極をはじめとする様々な応用分野に利用できることが期待できる。
|
