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本研究は、ラフネス・ファクターが約2000の大表面積の多孔質貴金属酸化物被覆チタン電極を作製して自動車に搭載可能な大容量キャパシタを開発することを目的としている。そのために、活性種(プロトンの吸着サイトになり得る物質)として酸化ルテニウムあるいは酸化イリジウムを主体とする貴金属と遷移金属、担体に酸化チタン、酸化バナジウム、あるいは酸化スズの各薄膜、これら複合酸化物薄膜の基板に金属チタン箔を用いる新規なDSA型電極を設計し、性能を検討した。成果の概要は下記の通りである。
まず、酸化ルテニウム-酸化バナジウム系電極の表面積が非常に大きいことを発見し、その詳細を明確にすると共に、酸化物層の構造解析を行い、大表面積の発現機構を明確にした。すなわち、両酸化物が複合化することにより、ルテニウムのみならずバナジウムもプロトンの吸着サイトになることを明らかにした。
次に、塩化ルテニウムに希土類元素の塩化物を加え、塗布法により複合酸化物電極を作製すると、電極表面積が10倍程度大きくなるということを発見し、その原因を検討した。これは希土類が酸化ルテニウムと複合化せず、単に酸化物の結晶化を抑制する種とした働き、電極を酸に浸すと希土類のみが溶出し、ラネ-型の多孔化酸化ルテニウムを設計できることが明確となった。さらには塩化ルテニウム-酸化ランタン系に関し詳細に調べるとともに、酸化イリジウム-希土類系電極でも同様の多孔化が達成できることを発見した。
以上の各電極についてキャパシタを構成し、その特性を評価したところ、応答性の良好なキャパシタが作製可能なことが明らかとなった。静電容量は、塩化ルテニウム-酸化バナジウム系電極が最大で、次に希土類を用いた系、つづいて酸化チタン、酸化スズを担体に用いる系の順であった。
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