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2015 年度 実績報告書

低次元ナノ構造セラミックス薄膜/金属複合体の創製と応用技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420732
研究機関佐賀大学

研究代表者

矢田 光徳  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20274772)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードリン酸チタン / 酸化チタン / 薄膜 / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / 濡れ性 / イオン交換
研究実績の概要

まず、最終年度の代表的な研究成果を記す。酸化チタンナノ・マイクロ階層構造体薄膜/金属Ti複合体が、Liイオン電池用の電極として作動することと、有機分子の表面修飾により小さい水付着力の超撥水性を示すことを確認した。多機能分離膜への応用を考えてTiメッシュ表面上でのリン酸チタン薄膜の合成を試み、Ti板表面上での合成とは異なる条件が必要ではあるが、メッシュ表面上にもリン酸チタン薄膜を形成できることを確認した。さらに、5種類の結晶構造及び形態が異なるリン酸チタンナノ粒子のLiイオン電池特性を調べ、ナノファイバー粒子が容量とサイクル特性の観点から優れた特性を示すことを明らかにした。また、リン酸チタンナノ粒子を前駆体として生成する酸化チタンナノ・マイクロ階層構造体粒子のLiイオン電池特性とNaイオン電池特性を明らかにした。
次に、研究期間全体を通じて得られた研究成果の中でも特に重要な成果を記す。Tiを原料として、Ti表面上に5種類のリン酸チタン薄膜を形成することに成功し、反応機構を明らかにした。これらの薄膜は超親水性を示し、有機分子の表面修飾や光照射により水の付着力や接触角(超撥水性から親水性まで)を制御できた。また、薄膜合成に派生して、リン酸チタンナノ粒子の合成と形態制御にも成功した。さらに、リン酸チタンの粒子・薄膜を、それらの形態を保持したまま高比表面積の酸化チタンナノ・マイクロ階層構造体の粒子・薄膜に変換する方法を確立し、それらの水溶液中での有機分子除去能力や電池特性や濡れ性を明らかにした。特に、酸化チタンナノ・マイクロ階層構造体粒子は、容量とサイクル特性とレート特性の観点から、優れたLiイオン電池及びNaイオン電池の負極材料として応用できることを明らかにし、これらの優れた特性がナノ及びマイクロサイズでの形態と結晶構造に起因することを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] チタンメッシュ表面上でのリン酸チタン薄膜の合成2016

    • 著者名/発表者名
      前田みさき、鳥飼紀雄、渡孝則、矢田光徳
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2016-07-02 – 2016-07-02
  • [学会発表] リン酸チタンナノ粒子の形態制御とリチウムイオン電池への応用2016

    • 著者名/発表者名
      藤木祐太、鳥飼紀雄、渡孝則、矢田光徳
    • 学会等名
      第53回化学関連支部合同九州大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場(北九州市)
    • 年月日
      2016-07-02 – 2016-07-02
  • [学会発表] ナノ・マイクロ形態が制御された酸化チタン粒子のナトリウムイオン電池特性2016

    • 著者名/発表者名
      三浦高史、鳥飼紀雄、渡孝則、野口英行、矢田光徳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [学会発表] リン酸チタンナノ構造体薄膜を前駆体とした酸化チタンナノ構造体薄膜の合成2016

    • 著者名/発表者名
      今村慎太郎、坂本綾子、花川結妃、鳥飼紀雄、渡孝則、矢田光徳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [学会発表] セラミックス粒子・薄膜の形態制御と機能化2016

    • 著者名/発表者名
      矢田光徳
    • 学会等名
      佐賀大学AP研究所ポスター発表会
    • 発表場所
      佐賀県窯業技術センター(佐賀県西松浦郡)
    • 年月日
      2016-01-29 – 2016-01-29
  • [学会発表] リン酸チタンナノ粒子を前駆体とした多孔質酸化チタンナノ粒子の合成とLiイオン電池特性2015

    • 著者名/発表者名
      三浦高史、鳥飼紀雄、渡孝則、野口英行、矢田光徳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会九州支部秋季合同研究発表会
    • 発表場所
      アバンセ(佐賀市)
    • 年月日
      2015-11-06 – 2015-11-06
  • [学会発表] リン酸チタンを前駆体とした酸化チタンの合成とリチウムイオン電池特性2015

    • 著者名/発表者名
      木村友佳理、三浦高史、鳥飼紀雄、渡孝則、野口英行、矢田光徳
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      富山大学(富山市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18

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公開日: 2017-01-06  

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