機能界面の電気化学的形成と高効率電池

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09237104
• 研究種目: 重点領域研究
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 米山 宏 大阪大学, 工学部, 教授 (80029082)
• 研究分担者: 渡辺 政廣 山梨大学, 工学部, 教授 (00020412) ; 益田 秀樹 東京都立大学, 工学部, 助教授 (90190363) ; 小川 昇 東京農工大学, 工学部, 教授 (40134845) ; 逢坂 哲彌 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20097249)
• キーワード: 電気化学形成 / 電池活物質 / 電極触媒 / めっき / ポーラスアルミナ / 自己集合膜 / アンダーポテンシャル析出 / 還元脱離

研究概要

1.電池反応の制御:
2,5ジメルカプト-1,3,4-チアジアゾール(DMcT)とポリアニリンの複合体に銅イオンを添加して、DMcT-銅錯体を形成させると、リチウム二次電池正極活物質としての充放電速度およびサイクル安定性が向上することを見出し、この理由を解明した。
スパッタリングで作製した白金鉄系合金薄膜は、100ppmの一酸化炭素を含む水素の酸化に際して、一酸化炭素に被毒されることなしに電極触媒活性を維持することを見出した。また、この材料で鉄の含有量が約40%のものは、酸素還元の電極触媒としても大きい活性を示すことが分かった。
2.高機能界面の電気化学形成:
電析法を用いて高飽和磁束密度、高抵抗軟磁性膜の作製を試みた。硫黄を膜中に含有する添加剤を用いて飽和磁束密度1.7テスラ-、比抵抗51マイクロオームセンチの軟磁性膜の作製に成功した。さらに硫黄を含有する添加剤を用いずに、飽和磁束密度2.0-2.1テスラ-の軟磁性膜の作成も可能となった。
3.電気化学ナノファブリケーションによる新規な界面の作製:
ヘキサデカンチオールとメルカプトプロピオン酸の混合メタノール溶液に金電極を浸漬して作製した混合自己集合膜から、メルカプトプロピオン酸のみを電気化学還元脱離させてマイクロ電極を作製した。また、アルキル鎖の短いプロパンチオール自己集合膜で被覆した金電極に銅の単原子層の電析を行うことができること、および銅の電析によってプロパンチオールの還元脱離に対する安定性が非常に向上することを見出した。
プレスパタ-ニングによってアルミニウム表面にテクスチャー処理を施してから自己規制化条件下で陽極酸化を行うことによって細孔のサイズと配列がきわめて整ったポーラスアルミナの作製に成功した。また、高規則ポーラスアルミナをマスクに用いて高精度に配列した金のドットアレイの作製にも成功した。

研究成果

• [文献書誌] E.Shouji: "Electrochemical and Spectroscopic Investigation of the Influence of Acid-Base Chemistry on the Redox Properties of 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazole" J.Phys.Chem.B. 101. 2861-2866 (1997)
• [文献書誌] N.Oyama: "Effects of Adding Copper (II) Salt to Organosulfur Cathodes for Rechargeable Lithium Batteries" J.Electrochem.Soc. 144. L47-51 (1997)
• [文献書誌] J.M.Pope: "Organosulfur/Conducting Polymer Composite Cathodes : I.Voltammetric Study of the Polymerization and Depolymerization of 2,5-Dimercapto-1,3,4-Thiadiazole" J.Electrochem.Soc.(印刷中).
• [文献書誌] Q.Chi: "Electrochemical Bechavior and Surface Morphologic Changes of Copper Substrates in the Presence of 2,5-Dimercapto-1,3,4-thiadiazole Elucidated by in situ EQCM and Phase Measurement Interferometric Microscope" J.Electrochem.Soc.(印刷中).
• [文献書誌] H.Masuda: "Self-Ordering of Cell Arrangement of Anodic Porous Alumina Formed in Sulfuric Acid Solution" J.Electrochem.Soc. 144 (5). L127-L130 (1997)
• [文献書誌] T.Ohmori: "Impedance Measurements of a Platinum cylindrical porous Electrode Replicated from Anodic Porous Alumina" J.Electrochemm.Soc. 144 (4). 1286-1288 (1997)
• [文献書誌] M.Watanabe: "Polymer Electrolyte Membranes Incorporated with nm-Size Particles of Pt and/or Metal-Oxides,Experimental Analysis of the Self-Humidification and Suppression of Gas-Crossover in Fuel Cells" J.Pysical Chem.,. (印刷中).
• [文献書誌] M.Watanabe: "Analyses of Self-Humidification and Suppression of Gas-Crossover in Pt-Dispersed plymer Electrolyte Membranes for Fuel Cells" J.Electrochem.Soc. 145 (4). 1137-1141 (1997)
• [文献書誌] H-W.Lei: "Electrochemical Quartz crystal Microbalance Study of Halide Adsorption and Concomitant Change of Surface Excess of Water on Highly Ordered Au (111)" Langmuir. 13 (13). 3523-3528 (1997)