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2019 年度 実績報告書

溶融塩電解を利用した二酸化炭素と水からの革新的常圧ダイヤモンド合成

研究課題

研究課題/領域番号 18K19130
研究機関京都大学

研究代表者

野平 俊之  京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (00303876)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードダイヤモンド / 溶融塩 / 電解合成
研究実績の概要

本研究は、これまで常圧の液相からは合成例のないダイヤモンドを、高温溶融塩中において常圧で電解合成することを目的としている。前年度の結果により、K2CO3を従来より低い濃度として最適化されたLiCl-KCl-K2CO3-KOH系を基本として実験を行った。従来の基板準備法としては、直径約1μmのダイヤモンドパウダーを使用して手作業で傷つけ処理を行っていが、この方法は再現性や処理速度に課題があった。そこで、再現性・処理速度に優れ、ダイヤモンド核発生の促進も期待できる「ナノダイヤモンドパウダーを用いた超音波処理」により基板を準備した。この方法によりNi基板を準備し、700℃の浴中、1.1 V vs. Li+/Li付近の複数の電位で定電位電解により試料を作成した。その結果、1.10 V vs. Li+/Liにおける試料について、顕微ラマン分光によりダイヤモンドの生成を確認した。さらに、SEM/EDX分析の結果、最大粒径約2μmの角ばったダイヤモンドを確認した。次に、浴温度を650℃および750℃と変化させて同様の検討を行った。その結果、650℃ではダイヤモンドの生成を確認したが、750℃では確認されなかった。750℃についてはさらなる電解条件の最適化が必要と考えられる。最後に、炭素源としてCO2、水素源としてH2Oを用いる予備検討を行った。初期的な実験は行えたが、より定量的な実験を行うためには、ガスライン等を組み直す必要があることが分かった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Electrochemical Synthsis of Diamond in Molten LiCl-KCl-K2CO3-KOH2019

    • 著者名/発表者名
      S. Maruyama, K. Yasuda, T. Nohira
    • 学会等名
      2nd Nucleation & Growth Research Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶融LiCl-KCl-K2CO3-KOH系におけるダイヤモンド電解合成の温度依存性2019

    • 著者名/発表者名
      丸山誠悟,安田幸司,野平俊之
    • 学会等名
      第51回溶融塩化学討論会
  • [学会発表] 溶融LiCl-KCl-K2CO3-KOH系におけるダイヤモンド電解合成に与える電位の影響2019

    • 著者名/発表者名
      丸山誠悟,安田幸司,野平俊之
    • 学会等名
      2019年度第3回関西電気化学研究会

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公開日: 2021-01-27  

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