2017 Fiscal Year Annual Research Report
Materials innovation via flux coating method
| Project/Area Number |
25249089
|
|---|
| Research Institution | Shinshu University |
|---|
Principal Investigator |
手嶋 勝弥 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00402131)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
是津 信行 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (10432519)
石崎 貴裕 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (50397486)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | フラックス / コーティング / 表面 / 結晶成長 / 計算科学 / リチウムイオン二次電池 / 可視光応答光触媒 / バイオマテリアル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度の研究では，以下の(1)～(3)の課題解決に注力した。(1)スマートフラックスを用いたフラックスコーティング技術の確立では，LIB応用に向けた正極活物質/固体電解質の各結晶層の積層化を可能にした。これにより，次世代LIBとして期待される酸化物系全固体型LIBのボトルネック解決の一端を拓いた。基礎的知見の深化を目指し，異なる結晶面での成長様式を観察するために，切り欠きを導入した透明Al2O3単結晶(サファイア)表面での赤色Al2O3単結晶(ルビー)エピタキシャル成長を実施し，結晶面に依存する成長様式を観察できた。この実験により，最表面の原子配列とフラックスの相関性，ならびに原子再配列(結晶析出)を考察できる実験環境を実現できた。
つぎに，(2)単結晶超薄膜のビルドアップ&オンデマンド成長モデルの解明を目指し，一例として引き続き，可視光応答光触媒応用に向けたTa3N5結晶層の直接形成過程を詳細に観察した。炭酸塩-塩化物混合フラックスを用いることで，フラックス蒸発時の炭酸塩と塩化物のそれぞれの役割を理解できた。特に，Ta系化合物がTa金属表面にヘテロエピタキシャル成長すべく，濡れ広がる役割と溶質源を輸送する役割をそれぞれ考察できた。また，第一原理計算などの計算科学を活用し，酸化物系全固体型LIB用の固体電解質の粒界接合に関する結晶面の依存性を導出でき，固/固界面を最適設計する可能性を拓いた。
最後に，(3)次世代グリーン&バイオイノベーションへの単結晶超薄膜の応用に関し，上述の次世代LIB用結晶電極や可視光応答光触媒用結晶電極の各種電気化学特性を評価し，高結晶性材料の特長を示す結晶電極であると結論づけた。また，生体内で活用する特殊高分子表面やナノファイバー表面でのリン酸カルシウム系結晶層の作製も実現でき，バイオ応用を開始できた。
|
| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Research Products
(22 results)
