| 研究実績の概要 |
本研究はイオン交換を利用して樹脂中にバナジウムのイオン種を導入し、炭素化・窒化処理により、スーパーキャパシタ用のVNナノ粒子-多孔質炭素複合電極の開発を目的とした。平成26年度ではレソルシノールとホルムアルデヒドの溶液にフェノールスルホン酸を加えてスルホン酸基を導入したsRF樹脂を合成に成功した。RF樹脂に比べ、得られた炭素sRFCにはメソ細孔の容積が大きく増え、優れたキャパシタ特性を発現した。sRFCの合成に関しては独創性がある。一方で、sRF中にバナジウムのイオン種を導入できる量が不足のため、sRFC中にVNの効果がほとんど現れなかった。また、VO2ナノファイバーの窒化処理によりVN多孔体やグラフェン/VN複合体を合成したが、高い容量が得られなかった。
平成27年度では、バナジン酸アンモニウムを出発原料として、イオン交換によりバナジン酸が得られ、カーボンナノチューブやほか窒素の化合物を添加することにより酸化バナジウムのナノファイバーの複合体を合成した。窒化処理により10nm以下の窒化バナジウムナノ粒子の複合体の合成に成功した。窒化バナジウムの容量は約300F/gに近い値が得られた。また、RF由来炭素に細孔が小さいという問題点から、レソルシノールの代わりにタンニン酸を用い、メソ細孔が高度に発達している多孔質炭素THCを合成した。優れたキャパシタ特性を示した。THCにバナジウムイオンの導入により、窒化バナジウム_THC複合体の合成については、時間的に足りなかった。全体的に、最初の目標にはまだ達成できなかったが、本研究ではsRFC, THCおよびVNナノ粒子複合体の合成について新しい技術を開発した。これらの成果を順次に投稿する予定である。この研究については、まだ継続している。
|
