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電気化学反応における成長界面のモデル化に基づく新奇デンドライト抑制法

研究課題

研究課題/領域番号 23750239
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機工業材料
研究機関京都大学

研究代表者

深見 一弘  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (60452322)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード電気化学 / デンドライト / 二次電池 / 負極 / 多孔質電極 / 表面誘起溶媒和
研究概要

次世代二次電池用の金属負極開発を目的に充電時に発生するデンドライトの抑制について取り組んだ。多孔質電極を用いて金属電析を行うと、疎水性多孔質シリコンのときに金属電析が細孔内で著しく促進されることを見出した。統計力学を用いた理論解析により、細孔の孔壁が疎水性の場合に孔壁近傍の金属イオン濃度がバルクの溶液に比べて著しく上昇することを明らかにした。多孔質シリコンを電極とした場合、拡散律速の限界電流以上の電流密度であっても高い電流効率を維持したまま電析が進行し、平板電極に比べてデンドライト成長が著しく抑制されることが示された。

報告書

(3件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (25件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Deposition of Platinum within Nanopores on Silicon: Drastic Acceleration Originating from Surface-lnduced Phase Transition2013

    • 著者名/発表者名
      K. Fukami, R. Koda, T. Sakka, Y. Ogata, and M. Kinoshita
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 138 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.4793526

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A physical mechanism for suppression of zinc dendrites caused by high efficiency of the electrodeposition within confined nanopores2013

    • 著者名/発表者名
      Ryo Koda, Kazuhiro Fukami, Tetsuo Sakka, Yukio H. Ogata
    • 雑誌名

      ECS Electrochemistry Letters

      巻: 2 号: 2 ページ: D9-D11

    • DOI

      10.1149/2.010302eel

    • NAID

      120005540419

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrodeposition of platinum and silver into chemically-modified microporous silicon electrodes2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Koda, Kazuhiro Fukami, Tetsuo Sakka, Yukio H. Ogata
    • 雑誌名

      Nanoscale Research Letters

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1186/1556-276x-7-330

    • NAID

      120005540417

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Platinum electrodeposition in porous silicon : The influence of surface solvation effects on a chemical reaction in a nanospace2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fukami, Ryo Koda, Tetsuo Sakka,Tomoko Urata,Ken-ichi Amano,Hikaru Takaya,Masaharu Nakamura,Yukio Ogata, and Masahiro Kinoshita
    • 雑誌名

      Chemical Physics Letters

      巻: 542 ページ: 99-105

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2012.05.078

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ミクロ多孔質電極を用いた亜鉛電析におけるデンドライト抑制2013

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      電気化学会第80回大会
    • 発表場所
      東北大学, 仙台市
    • 年月日
      2013-03-31
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 多孔質シリコン電極への白金析出における表面誘起水和構造の影響2013

    • 著者名/発表者名
      深見一弘, 幸田吏央, 作花哲夫, 尾形幸生, 木下正弘
    • 学会等名
      電気化学会第80回大会
    • 発表場所
      東北大学, 仙台市
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 多孔質シリコンでの白金置換析出に現れる孔径に依存した異常挙動2013

    • 著者名/発表者名
      小山輝 幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      表面技術協会第127回講演大会
    • 発表場所
      日本工業大学,埼玉県
    • 年月日
      2013-03-19
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 多孔質シリコンでの白金置換析出に現れる孔径に依存した異常挙動2013

    • 著者名/発表者名
      小山輝, 幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      表面技術協会第127回講演大会
    • 発表場所
      日本工業大学,埼玉県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質シリコン電極への白金析出における表面誘起水和構造の影響2013

    • 著者名/発表者名
      深見一弘, 幸田吏央, 作花哲夫, 尾形幸生, 木下正弘
    • 学会等名
      電気化学会第80回大会
    • 発表場所
      東北大学,仙台市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質電極を用いた亜鉛電析におけるデンドライト抑制2013

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      電気化学会第80回大会
    • 発表場所
      東北大学,仙台市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質電極を用いた亜鉛デンドライトの抑制2012

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      2012年度 第3回 関西電気化学研究会
    • 発表場所
      2012年度 第3回 関西電気化学研究会
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質シリコンへの白金電解析出に伴う置換析出の寄与2012

    • 著者名/発表者名
      小山輝, 幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      第14回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ,宇治市
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質シリコンへの白金置換析出における孔深さの影響2012

    • 著者名/発表者名
      小山輝, 幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
    • 発表場所
      公共の宿 おおとり荘, 伊豆の国市
    • 年月日
      2012-11-01
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノポーラス電極を用いた亜鉛電析におけるデンドライト抑制の物理モデル2012

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      第29回ARS伊豆長岡コンファレンス
    • 発表場所
      公共の宿 おおとり荘, 伊豆の国市
    • 年月日
      2012-11-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] アノード分極下におけるミクロ多孔質シリコン内への貴金属析出2012

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 小山輝, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      表面技術協会第126回講演大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学,室蘭
    • 年月日
      2012-09-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Noble metal deposition into microposous silicon under anodic polarization2012

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, A. Koyama, K. Fukami, T. Sakka, Y. H. Ogata
    • 学会等名
      6th Kyoto International Forum for Energy and Environment
    • 発表場所
      ノルウェー科学技術大学, トロンハイム, ノルウェー
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of noble metals into chemically modified microporous silicon substrates2012

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, K. Fukami, T. Sakka, Y.H. Ogata
    • 学会等名
      第8回多孔質半導体国際会議(PSST-2012)
    • 発表場所
      マラガ, スペイン
    • 年月日
      2012-03-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Noble metal deposition into microposous silicon under anodic polarization2012

    • 著者名/発表者名
      R. Koda, A. Koyama, K. Fukami, T. Sakka, Y. H. Ogata
    • 学会等名
      6th Kyoto International Forum for Energy and Environment
    • 発表場所
      トロンハイム、ノルウェー
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] アノード分極下におけるミクロ多孔質シリコン内への貴金属析出2012

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 小山 輝, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      表面技術協会第126回講演大会
    • 発表場所
      室蘭工業大学,室蘭市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質シリコンへの白金電解析出に伴う置換析出の寄与2012

    • 著者名/発表者名
      小山輝, 幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      第14回関西表面技術フォーラム
    • 発表場所
      京都大学、宇治市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質電極を用いた亜鉛デンドライトの抑制2012

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      2012年度 第3回 関西電気化学研究会
    • 発表場所
      京都大学、京都市
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of noble metals into chemically modified microporous silicon substrates2012

    • 著者名/発表者名
      Ryo Koda, Kazuhiro Fukami, Tetsuo Sakka, Yukio H. Ogata
    • 学会等名
      8th International conference on Porous Semiconductors - Science & Technology
    • 発表場所
      Hotel Monte Malaga (マラガ,スペイン)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ミクロ多孔質シリコンの孔内における金属析出制御2011

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      第28回ARS神戸コンファレンス
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of platinum into chemically-modified microporous silicon substrates2011

    • 著者名/発表者名
      R. Koda,T. Urata, K. Fukami, T. Sakka, Y. H. Ogata
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟市
    • 年月日
      2011-09-12
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] 化学修飾された多孔質シリコンへの金属めっきに孔径が及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央,浦田智子,深見一弘,作花哲夫,尾形幸生
    • 学会等名
      電気化学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟市
    • 年月日
      2011-09-10
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of platinum within porous silicon: the effect of displacement deposition2011

    • 著者名/発表者名
      K. Fukami, R. Koda, T. Urata, D. Shiojima, T. Sakka, Y.H. Ogata
    • 学会等名
      9thEco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium
    • 発表場所
      Chiang Rai, Thailand.
    • 年月日
      2011-05-27
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of platinum within porous silicon: the effect of displacement deposition2011

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Fukami, Ryo Koda, Tomoko Urata, Daichi Shiojima, Tetsuo Sakka, Yukio H. Ogata
    • 学会等名
      9th Eco-Energy and Materials Science and Engineering Symposium
    • 発表場所
      Wiang Inn Hotel (チェンライ,タイ)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学修飾された多孔質シリコンへの金属めっきに孔径が及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      幸田吏央, 浦田智子, 深見一弘, 作花哲夫, 尾形幸生
    • 学会等名
      電気化学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Electrodeposition of platinum into chemically-modified microporous silicon substrates2011

    • 著者名/発表者名
      Ryo Koda, Tomoko Urata, Kazuhiro Fukami, Tetsuo Sakka, Yukio H. Ogata
    • 学会等名
      The 62nd Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [産業財産権] 多孔質シリコン材料2011

    • 発明者名
      深見一弘,尾形幸生,作花哲夫,幸田吏央,浦田智子
    • 権利者名
      京都大学
    • 出願年月日
      2011
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 外国

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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