| 研究課題/領域番号 |
21K05242
|
|---|
| 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36020:エネルギー関連化学
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
|---|
研究代表者 |
園山 範之 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)
|
|---|
| 研究分担者 |
山本 勝宏 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082)
|
|---|
| 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | 層状複水酸化物 / ゲル形成 / イオン導電率 / 微粒子 / ゲル / クラスター / 水酸化物イオン導電体 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
Mg, Al を含む層状水酸化物である層状複水酸化物(LDH)ナノ粒子のゲルを作成し、その構造とイオン導電性機構を解明することを目的とする。
1.MgAl LDH ゲルの構造解析 Mg-Al の比率を変えて LDH ゲルを作成し、その微細構造を、分光法により明らかにする。
2.LDH ネットワーク構造とイオン伝導機構の解明 LDH の濃度を変化させてゲルを合成する。LDH ナノ粒子ネットワーク構造を 解明する。
3.LDH ナノ粒子を用いた新規固体電解質の開発 得られた LDH ナノ粒子間イオン導電機構を利用した LDH ナノ粒子固体イオン導電体を設計する。
|
| 研究実績の概要 |
層状複水酸化物(LDH)ゲルの構造と特性を明らかにするために、様々な種類のLDHゲルの合成を行った。塩化マグネシウム、塩化アルミニウムを秤量し、アセチ ルアセトンを加えた超純水とエタノールの混合溶媒に溶解させた。この溶液を30分間攪拌し、プロピレンオキシドを加え1分間攪拌した後、室温で放置すること で、Mg-Al LDHゲルを作製した。
更に2価金属の試料をMgではなく、Ni、Zn等に代えてLDHゲルを作製した。得られたゲルのイオン導電率測定を行った。ゲルの導電率は構成するLDHの種類により異なり、Mg-Al LDH、Ni-Al LDHで2.19×10-4、Zn-Al LDHで6.81×10-5、Li-Al LDHで1.58×10-3 Scm-1程度となった。
得られたゲルの粒子サイズを光学的な粒径分布測定法により求めたところ、Mg-Al系、Ni-Al系、Zn-Al系LDHでそれぞれ、5, 10, 200 nmとなった。透過型電子顕微鏡によりゲル構成粒子を観測した結果、Mg-Al系、Ni-Al系LDHでは、棒状のナノ粒子で構成されているのに対し、Zn-Al系LDHはこの棒状のナノ粒子がクラスターを形成しており、大きさは光学的粒径分布測定法により求めた粒径とほぼ一致していた。また、ゲルのイオン導電率は、構成するLDH微粒子サイズとの間に相関関係があり、構成するLDH粒子サイズが小さいほど高い導電率を示した。以上の結果より、LDHゲルは、LDHナノ粒子と水が相互作用により凝集してゲル化しており、導電イオンである水酸化物イオンはLDHの粒子間を、LDHに吸着した水分子を介して移動しているため高いイオン導電率を示すと思われる。
|
