Function creation and device development based on polar field of nanosheet hybrid

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01200
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Functional solid state chemistry
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: Hayami Shinya 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (30321912)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノシート / ハイブリッド / 酸化グラフェン / イオン伝導 / 燃料電池 / キャパシタ

Outline of Final Research Achievements

In this study, we were the first in the world to successfully find functional search for conductivity in graphene oxide (GO) and its reduced form (rGO) nanosheets, suggesting its potential as a solid electrolyte. In addition, we succeeded in controlling the p- or n-type semiconductors in rGO by various reductions of GO, and succeeded in creating an all-carbon p-n junction. We also succeeded in observing photocatalytic water splitting of rGO. Furthermore, focusing on the oxygen functional group of GO, we succeeded in synthesizing GO hybrids and rGO hybrids, and in developing their multifunctional properties. Furthermore, we were able to develop fuel cell and supercapacitor devices using GO and rGO and their hybrids.

Free Research Field

機能性材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

化学的あるいは電気化学的による単層剥離によるナノシートおよびそれらハイブリッドの形成は、種々のナノシートを作製する有用な手法となり、今後、未開拓の分野であるナノシートおよびそれらハイブリッドによる新機能物質の先駆的開拓であり、それらから得られる特異的な機能性に関して未知なる可能性を秘めた探索となった。本研究結果において、スーパーマテリアルと位置付けたナノシートハイブリッドに基づいたデバイス・触媒の研究開発およびそれらの未来技術創発は、社会に大きなインパクトを与え、ウエアラブルデバイス・触媒を見据えたナノシート科学の発展に寄与することができた。