1998 年度実績報告書

界面活性剤ミセルによる導電性高分子膜の構造制御とエネルギー貯蔵デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号	10131219
研究機関	東京農工大学
研究代表者	直井勝彦東京農工大学, 工学部, 助教授 (70192664)
研究分担者	西野敦東京農工大学, 共同研究開発センター, 客員教授
キーワード	導電性高分子 / ポリピロール / 電解同時形成 / 界面活性剤 / 酸化アルミニウム / アルミ電解コンデンサ / エネルギー貯蔵デバイス
研究概要	1. 研究実績アニオン性界面活性剤であるn-ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを支持電解質として、アルミニウム電極上にポリピロールを定電流電解した結果、その化成曲線よりバリアー型のAl_2O_3膜が形成したと考えられる。一方、SEM観察によりPPyは電解初期(Q【less than or equal】10mCcm^<-2>)においてすでに局所的な核生成が認められる。さらに通電を継続するとPPy核成長とともに電極面に沿った島成長が起こり、やがてこれらの島が互いに合一して最終的には均一なPPy膜を形成する過程が観察された。このようなAl_2O_3/PPy二層膜の電解同時形成は界面活性剤の存在下のみにおいて生じる。我々はPPy核形成過程と引き続いて起こる島成長過程に界面活性剤分子が関与した生成メカニズムを考えた。Al_2O_3膜上でPPyが電解重合するためには絶縁体であるAl_2O_3膜を貫通する何らかの導電パスが必要である。我々は、Al_2O_3膜内のクラック表面に界面活性剤の親水-疎水相互作用によるピロール濃縮層が形成され、これが優先的に電解重合することによりPPyによる導電パスが形成されるものと考えた。またPPyの核から電極面に沿った島成長に関しても、同様な界面活性剤による電極界面近傍へのピロールモノマーの濃縮作用により説明できる。すなわち臨界ミセル濃度(1.6×10^<-3>mol dm^<-3> at 25℃)以上の溶液中においては、界面活性剤による二層膜ミセルがAl_2O_3電極上に形成されており、その内部に疎水性のピロールモノマーが濃縮されている。PPyの成長は核を中心として電極面に沿った島状成長が有利になるため、絶縁体であるAl_2O_3膜上にPPy膜の形成が可能になるものと考えられる。 2. 今後の展望界面活性剤であるスルホン酸類の構造やその濃度を変化させたときのAl_2O_3およびPPyの成長に及ぼす影響を調べ、上記メカニズムを検証していきたい。また本法により作製されるAl/Al_2O_3/PPyの層構造はアルミ電解コンデンサ素子そのものであり、新しいコンデンサ素子製法としても期待される。さらに生成したAl_2O_3膜の誘電率やその周波数特性特性にも興味が持たれる。

研究成果

(8件)

すべてその他

すべて文献書誌 (8件)

[文献書誌] K.Naoi et al.: "Simultaneous Formation of Separate Conducting and Insulataing Layers on Aluminum Electorde by Electrolysis" Electrochemical and Solid-State Letters. 1(1). 34-36 (1998)
[文献書誌] K.Naoi et al.: "Modification of Lithium Metal Surface by Non-ionic Polyether Surfactant:Quartz Crystal Microbalance Studies" Journal of Electrochemical Society. 145(7). 2340-2348 (1998)
[文献書誌] 直井勝彦、森満博: "LiPF_6/PC系におけるリチウム表面膜のヒーリングプロセス.In situ QCM法による解析" 電気化学および工業物理化学. 67(1). 39-44 (1999)
[文献書誌] 直井勝彦ら: "可溶性ポリアニリンと電解コンデンサへの応用" 電気化学および工業物理化学. 67(1). 45-50 (1999)
[文献書誌] K.Naoi et al.: "Smooth,Thin,and Stable Surface Film Formed on Lithium Metal in a New Imide Electrolyte,Lithium Bis(perfluoroethanesulfonylimide)[LiN(C_2F_5SO_2)_2]" Journal of Electrochemical Society. 146(2). in press (1999)
[文献書誌] 直井勝彦、末松俊造: "導電性高分子を用いた電気化学キャパシタ" 電気化学および工業物理化学. 66(9). 896-903 (1998)
[文献書誌] 直井勝彦: "表面処理対策Q&A" 株式会社産業技術サービスセンター, 965 (1998)
[文献書誌] 直井勝彦、西野敦: "大容量キャパシタ技術と材料" 株式会社シーエムシー, 181 (1998)

1998 年度 実績報告書

界面活性剤ミセルによる導電性高分子膜の構造制御とエネルギー貯蔵デバイスへの応用

研究代表者

直井 勝彦 東京農工大学, 工学部, 助教授 (70192664)

研究成果

[文献書誌] K.Naoi et al.: "Simultaneous Formation of Separate Conducting and Insulataing Layers on Aluminum Electorde by Electrolysis" Electrochemical and Solid-State Letters. 1(1). 34-36 (1998)

[文献書誌] K.Naoi et al.: "Modification of Lithium Metal Surface by Non-ionic Polyether Surfactant:Quartz Crystal Microbalance Studies" Journal of Electrochemical Society. 145(7). 2340-2348 (1998)

[文献書誌] 直井勝彦、森満博: "LiPF_6/PC系におけるリチウム表面膜のヒーリングプロセス.In situ QCM法による解析" 電気化学および工業物理化学. 67(1). 39-44 (1999)

[文献書誌] 直井勝彦ら: "可溶性ポリアニリンと電解コンデンサへの応用" 電気化学および工業物理化学. 67(1). 45-50 (1999)

[文献書誌] K.Naoi et al.: "Smooth,Thin,and Stable Surface Film Formed on Lithium Metal in a New Imide Electrolyte,Lithium Bis(perfluoroethanesulfonylimide)[LiN(C_2F_5SO_2)_2]" Journal of Electrochemical Society. 146(2). in press (1999)

[文献書誌] 直井勝彦、末松俊造: "導電性高分子を用いた電気化学キャパシタ" 電気化学および工業物理化学. 66(9). 896-903 (1998)

[文献書誌] 直井勝彦: "表面処理対策Q&A" 株式会社 産業技術サービスセンター, 965 (1998)

[文献書誌] 直井勝彦、西野 敦: "大容量キャパシタ技術と材料" 株式会社 シーエムシー, 181 (1998)

1998 年度実績報告書

直井勝彦東京農工大学, 工学部, 助教授 (70192664)

[文献書誌] 直井勝彦: "表面処理対策Q&A" 株式会社産業技術サービスセンター, 965 (1998)

[文献書誌] 直井勝彦、西野敦: "大容量キャパシタ技術と材料" 株式会社シーエムシー, 181 (1998)