TOP > 研究報告検索 > ナノ構造制御によるエネルギー変換・貯蔵電極材料の創製(セラミックス薄膜構造のナノオーダ秩序制御と光電気化学物性)

ナノ構造制御によるエネルギー変換・貯蔵電極材料の創製(セラミックス薄膜構造のナノオーダ秩序制御と光電気化学物性)

研究報告コード R070000251
整理番号 R070000251
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 森口 勇
研究者所属機関
報告名称 ナノ構造制御によるエネルギー変換・貯蔵電極材料の創製(セラミックス薄膜構造のナノオーダ秩序制御と光電気化学物性)
報告概要 エネルギー資源有効利用,環境負荷低減のための技術として,電池やキャパシタなどの光・電気化学エネルギー変換・貯蔵デバイスあるいはシステムの開発に対する期待が高まっている。光・電気化学過程では,光や化学エネルギーを電気エネルギーに変換するため,熱機関でいうところのカルノーの熱効率のような制約を受けず,高いエネルギー変換効率でエネルギー資源から電気エネルギーを取り出せる点で有利である。現在,太陽電池としては,シリコン太陽電池が実用化されているが,高価であるため,これに替わるものとしてTiO2などの金属酸化物半導体電極を用いる湿式あるいは全固体型デバイスの開発が研究されている。一方,燃料電池や二次電池,キャパシタの開発では,電気自動車の駆動電源あるいは補助電源,さらには高効率発電や電力回生技術などへの期待から,材料開発およびデバイス化に関する研究が活発に行われている状況である。光・電気化学エネルギー変換・貯蔵デバイスは,基本的に電解質と2つの電極で構成され,それぞれの材料選択によりデバイス性能が決定される。それゆえ,それぞれに対して優れた特性を有する材料の開発ならびにデバイス構築のための合理的な構造設計は重要な課題となる。既往の研究では,特に前者を中心に個々の材料組成に重点をおいて電極材料の開発・研究がなされてきた。しかしながら,より優れた電極デバイスを得るためには,電解質イオン移動や電子移動,界面・固相内Faradic反応,光誘起電荷分離等の各電極反応プロセスに対して効率的で,かつ各プロセス間で調和した合理的な電極(界面)構造を設計・構築する必要がある。このような観点から,本研究では,ナノメートルオーダでのセラミックス電極材料の構造制御と光・電気化学物性および各電極反応プロセスとの関連性を明らかにし,これを基に高性能な光・電気化学エネルギー変換・貯蔵デバイスの創製を行うことをねらいとした。本研究では,構造-物性相関の解明のために種々のナノ構造体を作製する必要があることから,薄膜・多孔体の作製について研究者独自の新しい方法を考案し,すなわちコロイド化学的な自己集合構造を利用した超薄膜や多孔体合成法を開発し,電極ナノ構造の設計・創製を図った。具体的な機能電極としては,光電変換電極,電気化学充放電電極の2つにターゲットを絞り,それぞれ下記のアプローチから研究を行った。
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

R070000251_01SUM.gif R070000251_02SUM.gif R070000251_03SUM.gif R070000251_04SUM.gif R070000251_05SUM.gif R070000251_06SUM.gif R070000251_07SUM.gif R070000251_08SUM.gif R070000251_09SUM.gif R070000251_10SUM.gif
研究分野
  • 光伝導,光起電力
  • LCR部品
関連発表論文 (1) Moriguchi, K. Maeda, Y. Teraoka, S. Kagawa J. Am. Chem. Soc., 117, 1139 (1995).
(2) Moriguchi, T. Tsujigo, Y. Teraoka, S. Kagawa, J. Phys. Chem. B, 104(34), 8101 (2000).
(3) 森口 勇,工藤徹一,表面,40 (7), 237 (2002)
(4) H. Yamada, T. Yamato, I. Moriguchi, T. Kudo, Solid Sate Ionics, in press.
(5) I. Moriguchi, Y. Katsuki, H. Yamada, T. Kudo, T. Nishimi, Chem. Lett., 33(9), 1102 (2004).
(6) H. Yamada, T. Yamato, I. Moriguchi, T. Kudo, Chem. Lett., in press.
(7) I. Moriguchi, F. Nakahara, H. Yamada, T. Kudo, Electrochem. Solid State Lett., 7, A221 (2004).
(8) 森口 勇,山田博俊,工藤徹一,MATERIAL STAGE, 4 (5), 11 (2004).
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/秩序と物性
研究報告資料
  • 森口 勇. ナノ構造制御によるエネルギー変換・貯蔵電極材料の創製(セラミックス薄膜構造のナノオーダ秩序制御と光電気化学物性). さきがけライブ2004 ナノテクノロジー分野合同研究報告会 「秩序と物性」領域 講演要旨集(研究期間:2001-2004), 2005. p.48 - 56.

PAGE TOP