Design of functional nanostructures with high electrochemical performance

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安全かつ安価な再生可能エネルギー源の開発やエネルギー貯蔵デバイス（スーパーキャパシタ）の性能向上により持続可能な社会を実現することは可能である。そのため、比較的に安価である遷移金属系酸化物・水酸化物の成膜やその形態的特性評価は、電気化学的特性の性能向上を図るために最も重要な要素である令和4年度では、化学溶液堆積法を基にするウェットプロセスにより透明導電膜付きガラス基板上に直接成長させたニッケルーコバルト酸化物の形態的特性へのニッケルとコバルトの前駆体比およびヘキサメチレンテトラミン（HMT）量の影響を明らかにした。溶液反応の中、基板上の不均一な核生成により成長したナノシートは基板に対して垂直方向に配列し、成長時間の増加に伴い連続した均一な薄膜構造を有する複合ニッケルーコバルト構造体を簡単かつ安価で成膜可能である。相互接続したナノシートの垂直配列は電気化学反応中、電子の移動を促進する重要な要因である。また、ナノシートの幅および基板上に成長された密度はニッケルに対するコバルトの前駆体比やHMT量の増加に伴い減少した。それは、前駆体比やHMTによる溶液中のpHの変化に影響と考えられる。次に、溶液反応の中、均一な核生成により成長したニッケルーコバルト水酸化物の熱処理による形態的特性を評価した結果、後熱処理（空気中300度）を施すことで水酸化物は酸化物への相転移が起こる。しかし、その滑らかな表面を有するナノシート構造は維持されることが分かった。