| 研究課題/領域番号 |
11555229
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
東原 秀和 信州大学, 繊維学部, 教授 (40026141)
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| 研究分担者 |
中村 美保 信州大学, 繊維学部, 教務員 (00324244)
川崎 晋司 信州大学, 繊維学部, 助手 (40241294)
沖野 不二雄 信州大学, 繊維学部, 助教授 (60214037)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | フラーレン薄膜 / フッ化物ドーピング / フラーレンポリマー / フッ素修飾 / 多層カーボンナノチューブ / リチウムイオン貯蔵 / 単層カーボンナノチューブ / ホウ素ドーピング |
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| 研究概要 |
1.化学的・物理的手法による価電子帯が制御されたC_<60>、C_<70>の創製
1.1フレーレン薄膜の電解酸化によるフッ化物イオンドーピング フラーレン薄膜(250nm)のフッ化物イオン伝導性電解質溶液(1M-ET_4NF-4HF)中おける低電流密度電解酸化(0.1〜1μA/cm^2)によって、フッ化物イオンがドープされ電荷移動錯体C_<60>F_<1-3>およびC_<70>F_<1-6>を作製することができた。
1.2高圧合成法によるフラーレンポリマーの創製と電気化学的リチウムドーピング C_<60>粉末の5GPa、800Kの高圧・高温処理によって生成する菱面体晶ポリマー(rh-C_<60>)は、電解還元によってインターカレーション化合物Li_3(rh-C_<60>)を形成し、層状化合物の新たな二次元ホスト物質であることを明らかにした。
1.3C_<60>F_xのxの値を制御することによって、C_<60>の電子状態をかなり制御することができることを明らかにした。
2.フッ素修飾、ホウ素ドーピングによる多層カーボンナノチューブ(MWNTs)の電子構造と表面細孔構造の制御 鋳型炭素化法によって作製したMWNTsの単体フッ素による表面修飾によって、MWNTs表面のメソ孔(20〜30μm)およびミクロ孔(<2nm)の分布および表面エネルギーをかなり制御できることを明らかにした。ホウ素ドーピングによっては、MWNTsのE_Fが深くなる等、金属的電子状態の実現を見いだした。
3.応用を目指した物性と機能の評価
3.1表面フッ素修飾MWNTsバルクのsp^2混成軌道やエネルギーバンド構造は、そのまま保存されており高い電子伝導性を示す。
3.2表面フッ素修飾MWNTsを正極とするリチウム試験セルによって、表面フッ素修飾により、SEI形成が抑制され、クーロン効率が約90%に向上することを明らかにした。
3.3B-dopingによって、MWNTsによるLi^+の電気化学的挿入のクーロン効率は90-95%と極めて高く安定する。
3.4アーク放電法単層カーボンナノチューブの500mAh/g以上の電気化学的可逆なリチウム貯蔵を明らかにした。
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