| 研究課題/領域番号 |
20F20347
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
櫻井 岳暁 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00344870)
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| 研究分担者 |
PAWAR SACHIN 筑波大学, 数理物質系, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| キーワード | 水分解 / スーパーキャパシタ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の主目的は、光電気化学的な水分解、ならびにスーパーキャパシタに活用可能で効果的な電極の開発である。注目する材料は窒素欠陥を導入した多孔質g-C3N4、3次元階層型層状複水酸化物(LDH)構造、2次元遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD)となり、このヘテロ構造の導入による機能化を目指している。
2021年度は水熱法と化学気相成長法を用い、電極材料の合成に取り組んだ。NiFe LDHをベースとした3次元LDH構造の合成は、水熱法を用いて最適化した。XRD分析により、目的となる純粋なNiFe LDH構造の形成を確認し、XPSとラマン測定により、その組成を確認することができた。現在、NiFe LDH試料の酸素発生反応、水素発生反応、サイクリックボルタンメトリー、充放電、サイクル安定性などの電気化学的測定を実施中である。一方、化学気相成長法によるMoS2などTMDの合成については現在進行中である。純粋なMoS2を得るためには、硫化条件の最適化が重要であり、この方向で取り組んでいる。さらに3ゾーン電気炉を用いたg-C3N4の成長実験を行っている。光電気化学（PEC）性能を向上させるためには、太陽光スペクトルを最大限利用できるように、原型のg-C3N4のバンドギャップを調整することが重要である。そこで、H2:Ar環境を用いたN欠陥ポーラスg-C3N4（DPCN）合成を3ゾーン電気炉で合成している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通り各層の合成ならびに評価を実施している。組み合わせたヘテロ構造の評価については、最初の論文が出版された。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後、DPCN、TMD、その他の形態のLDH構造の作製と最適化を行い、DPCN/LDH/TMDヘテロ構造の導入に基づき電極を作成する。この解析は、光電気化学特性とスーパーキャパシタを実測することにより実施する。
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