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オペランド電気化学 SPR 分光法の深化によるアルカリ金属析出の初期過程の探求

深化操作电化学SPR光谱探索碱金属沉淀的初始过程

基本信息

批准号：
22K14606
负责人：
橘田晃宜
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
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

项目摘要

電極表面でアルカリ金属がどのように析出するのか、そのメカニズムの解明は、高エネルギー密度化が期待される次世代金属二次電池の開発にとって極めて重要である。本研究では、金属析出に対して高い表面測定感度を有する、電気化学表面プラズモン共鳴分光法に着目し、そのオペランド測定により、アルカリ金属析出の未知機構の解明を目的としている。当該年度では、スペクトルの広帯域化・検出器の測定感度の向上・光路系の変更を主に実施した。スペクトルの広帯域化に関しては、リチウム以外のアルカリ金属の析出を調査する上で重要である。特にナトリウムやカリウムなどの元素は、近赤外域にプラズモン吸収スペクトルを有することがシミュレーションで確認できている。これまでの測定系では、近赤外付近において不要な光吸収が確認されており、現状の測定系をこれらの元素へ適用することは困難であると考えられた。そこで光ファイバーケーブルの仕様を広帯域の物に変更した。その結果、近赤外における不要な光吸収を除去することができ、ナトリウムおよびカリウム析出の観測に、より適した光学系を整えることが出来た。また測定器の感度向上に関しては、分光器を透過吸収測定用の機器へ変更することで、より高感度かつ低ノイズの分光スペクトルが得られるようになった。これにより、従来に比べて 2 倍以上の高い時間分解能で連続スペクトルの取得が行えるようになった。さらに光路系の変更では、分光プリズムの形状を新たにデザインし、表面皮膜形成など、従来の金属析出とは異なる表面現象を捉えられるように装置系を整えた。これらの装置系の工夫により、従来に比べてより高感度かつ広帯域のスペクトル測定をより高い時間分解能で実施することが可能となった。概して本年度以降の分光測定に向けての重要な進展が得られた。

It is expected that the development of next-generation metal secondary batteries will be extremely important for the development of high-density metal secondary batteries. The purpose of this study is to determine the sensitivity of metal precipitation and high surface sensitivity, electrochemistry and resonance spectroscopy, and to elucidate the unknown mechanism of metal precipitation. During the year, the detection sensitivity of the detector and the change of the optical system were mainly implemented. It is very important to investigate the precipitation of metals other than those in the cluster. In particular, the elements in the near-red domain are identified as the elements in the near-red domain The determination system is not suitable for the determination of the elements. All right, all right, all right. As a result, the optical absorption of light is reduced, and the optical system is adjusted. The sensitivity of the detector is higher than that of the spectrometer, and the spectrometer is higher than that of the absorption detector. The time required to resolve the problem is more than 2 times that of the previous problem. The optical path system is changed, the spectroscopic system is changed, the surface film is formed, the metal precipitation is changed, and the device system is changed. This device is time-sensitive, time-sensitive, and time-sensitive. This year, we have made significant progress in the area of fluorescence spectrometry.