| 研究課題/領域番号 |
21K04815
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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28010:ナノ構造化学関連
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| 研究機関 | 東京農工大学 (2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021) |
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研究代表者 |
Bisri Satria 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70748904)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | colloidal quantum dots / supercapacitors / nanopores / energy devices / electric double layer / nanocrystals / hierarchical assemblies / electronic transport / electric-double-layer / electrochemical devices / energy storage / quantum capacitance / supercapacitor |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Nanostructuring the electrode materials and their functionalizations are the keys to advance the development of supercapacitors in addition to optimizing the combination between the electrodes and the used electrolytes. We realize that controlling the nanomaterials' size and assemblies is the best approach to develop a high-performance supercapacitor. We will achieve a hierarchical porous structure and use the extraordinarily large surface-area-to-volume ratio. We should exploit the nanomaterials' quantum-size-effect to significantly enhance the EDL supercapacitor's capacitance.
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| 研究成果の概要 |
当研究は、高性能スーパーキャパシタの構成要素として、コロイド量子ドット(CQD)材料集合体を利用する可能性を示すものである。QDの精密な組み立て工学により、階層的ナノ多孔質薄膜の形成を確立、精査できる。こうしたQDの階層的ナノ細孔をスーパーキャパシタ電極として使用することで、現在の最先端スーパーキャパシタ材料に匹敵する高性能エネルギー貯蔵能力が実証される。多種類のQD集合体における電荷輸送の包括的な研究を行い、この種の材料を用いたスーパーキャパシタの性能をより向上させる手がかりを得た。他の金属硫化物の合成と計算科学研究により、新たに環境に優しく、豊富かつ軽量なQD化合物の調査探索の道も拓いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、コロイド状量子ドット(QD)をスーパーキャパシタの構成要素として用いることで、高い出力密度とエネルギー密度を大幅に実現できることを示している。この研究成果は、電化によるゼロ・カーボン社会の実現に不可欠な主要エネルギー貯蔵デバイスの1つである高性能スーパーキャパシタの将来的な開発の基礎を築くものである。学術的には、この概念実証研究は、他の多くのQD化合物のさらなる探求を刺激し、エネルギー貯蔵材料としての潜在的利用を最大化するためにそれらの集合体を制御する。また、量子閉じ込め系を利用したエネルギー貯蔵材料としての可能性を探る第一歩でもある。
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