ナノ混相組織の微視的な偏りを利用したアノード酸化による複合型多孔質電極材料の創製

利用纳米多相结构的微观偏差阳极氧化制备复合多孔电极材料

• 批准号: 22K14520
• 负责人: 紺野 祥岐
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto Municipal Institute of Industrial Technology and Culture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14520/
• 关键词: アノード酸化; めっき; 多孔質; 鉄系合金; 酸素発生反応; 電極材料; 酸素電極

本研究はめっき膜のアノード酸化およびポスト熱処理により生成する特有のナノ粒子複合多孔質膜の生成メカニズムを解明し、この知見を元に設計した複合型多孔質膜を高機能な酸素電極材料として応用可能かを検証する事を目的としている。本年度はFe-Niめっき膜上のアノード酸化皮膜がポスト熱処理によりNi濃縮ナノ粒子/多孔質複合構造へ変換される理由について調べた。当初、複合構造への変換はめっき膜の微細な金属組織に起因すると想定されたが、結晶粒径の大きなめっき膜上に生成した皮膜を熱処理した場合にもNi濃縮ナノ粒子の生成が確認され、金属組織の微細さは複合構造への変換の主因ではないものと推察された。一方、熱処理雰囲気を変えることで、Niの局所的な濃縮すなわちナノ粒子の生成が抑制されることが判明した。この結果はポスト熱処理時における多孔質膜内部の軽元素の脱離や酸素への置換が、Ｎｉ濃縮ナノ粒子の生成に寄与する可能性を示唆しており、今後はアノード酸化皮膜が含有する軽元素の違いにも着目して研究を継続する。生成したナノ粒子複合型多孔質膜は、同様の条件で溶製Fe-Ni合金上に生成する非複合型多孔質膜と比較して、高い酸素発生反応（ＯＥＲ）電極特性を示した。複合型多孔質膜は非複合型多孔質膜と比較して、電気化学的活性表面積が大きく、このことが優れたOER電極特性に寄与しているものと考えられる。この理由としては溶製Fe-Ni上の多孔質膜と比較して、めっき膜上の多孔質膜は電気抵抗が低いためであると推察され、Fe-Ni合金めっき膜のアノード酸化により、通常の溶製合金のアノード酸化では達成できない高機能な電極材料を作製できる可能性が示された。

This study aims to investigate the formation of particulate composite porous membranes by acidification and heat treatment, and to design composite porous membranes that are highly functional and can be used as electrode materials. This year, the reason for the change of Ni concentration and particle/porous composite structure on Fe-Ni film was changed. In the case of heat treatment, Ni concentrated particles were generated on the surface of the thin film with large crystal size. The main cause of the transformation of the thin film with composite structure was investigated. A party, heat treatment, heat treatment The results show that the possibility of formation of Ni concentration particles in porous films during heat treatment is possible, and the possibility of formation of Ni concentration particles in porous films in the future is studied. The formation of particle-based composite porous films on Fe-Ni alloys under the same conditions is compared with that of non-composite porous films, and the electrode characteristics of high acidity generation reaction (OER) are shown. The composite porous membrane has a larger electrochemical active surface area than the non-composite porous membrane, and the electrode characteristics of the composite porous membrane are better than those of the non-composite porous membrane. The reason for this is that the porous film on Fe-Ni alloy has a low resistance to electric current compared with the porous film on Fe-Ni alloy. The porous film on Fe-Ni alloy has a low resistance to electric current. The porous film on Fe-Ni alloy has a high resistance to electric current. The porous film on Fe-Ni alloy has a

项目成果

Fe-Ni合金めっき膜上の多孔質陽極酸化膜へのポスト熱処理が酸素発生電極特性に及ぼす影響

Fe-Ni合金镀膜多孔阳极氧化膜后热处理对产氧电极性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 紺野 祥岐; 山本 貴代; 永山 富男
• 通讯作者: 永山 富男

めっき法により作製したFe-Ni合金上における多孔質アノード酸化皮膜の生成

电镀法制备Fe-Ni合金多孔阳极氧化膜的生成

• 发表时间: 2022
• 作者: 紺野 祥岐; 山本 貴代; 永山 富男
• 通讯作者: 永山 富男

Fe-Niめっき膜上のアノード酸化皮膜へのポスト熱処理条件が皮膜構造へ及ぼす影響

Fe-Ni镀膜阳极氧化膜后热处理条件对膜层结构的影响

• 发表时间: 2023
• 作者: 紺野 祥岐; 山本 貴代; 永山 富男
• 通讯作者: 永山 富男