分子集合組織を利用する樹枝状キャパシタ電極の調製

利用分子织构制备树枝状电容器电极

• 批准号: 16656239
• 负责人: 大垣 一成
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656239/
• 关键词: 電気化学キャパシタ; 樹枝状電極; マイクロエマルション; プラズマレプリカ法; Ni(OH)_2; 粒子保護効果; Ni(OH)2; 液中原子間力顕微鏡視察; 異方性粒子凝集

電気二重層キャパシタは、電極近傍の電気二重層の電位差を利用するキャパシタで、多孔質電極を用いることにより非常に大きな電極面積を実現できることから、超大容量のコンデンサとして電力貯蔵などへの応用が期待されている。比表面積が大きく、導電性の高い電極が必要で、これまでは主に活性炭が用いられてきた。本課題では、イオン性界面活性剤が金属塩の共存下で形成する樹枝状構造のマイクロエマルションを反応場とすることで、樹枝状の微細構造を有する水酸化鉄微粒子を調製できるという我々が得た知見をもとに、この手法を利用して電極材料として期待されるNi(OH)_2やCo(OH)_2の樹枝状構造物を集電極上に直接生成させることを目的としている。本年度は、昨年度に引き続き、マイクロエマルション中でNi(OH)_2多孔質体を生成させ、その溶液中に基板を浸漬する方法で基板上に多孔質体を堆積させることを検討した。まず、昨年度の原子間力顕微鏡を用いた検討で判明した均一な堆積層を得られる条件(疎水性の高い基板を利用し、水酸化物イオンに比べて金属イオンを過剰とする)にて生成した堆積層の状態を走査型電子顕微鏡(SEM)にて検討した結果、この条件では溶液中には多孔質体が存在するものの、基板上にはほぼ緻密な層が生成することが明らかになった。そこで、マイクロエマルションの粒子保護効果を高めることを目的として、シクロヘキサン(マイクロエマルションの合一速度が最も小さくなる溶媒)を少量添加した結果、樹枝状構造を保った堆積層を得ることができた。しかしながら、2weekの経過後も堆積層の厚みは30nm程度にとどまった。この基板を洗浄して界面活性剤を除き、再び同じ組成のマイクロエマルションに1week浸漬した結果、100nmの厚みの多孔質な堆積層を得ることができた。厚みはまだ薄いが所期の目的はほぼ達成された。

电动双层电容器是一个电容器，它利用电极附近电势差的电势差，并且由于使用多孔电极允许实现非常大的电极区域，因此有望将其应用于电源存储之类的超大型助力。需要具有较大特异性表面积和高电导率的电极，并且活性碳一直使用到现在。该受试者旨在直接生成Ni（OH）_2和Co（OH）_2的树突结构，这些结构可直接作为电极材料，直接在收集器电极上产生电极材料，这些结构是基于我们的知识，即使用微乳液使用微乳液使用微乳液使用Micro sales使用Microemuls a DendEndritiqunitiqunique dendendritiritiqunitiqe构成了一种树突状结构。在今年，与上一个财政年度一样，我们研究了在微乳液中形成多孔Ni（OH）_2体，并通过将底物浸入溶液中，将多孔体沉积在底物上。 First, we investigated the state of the deposited layer produced under conditions that were found in a study using an atomic force microscope last year (using a highly hydrophobic substrate, with an excess of metal ions compared to hydroxide ions), using a scanning electron microscope (SEM), and found that, although there is a porous body in the solution under these conditions, a nearly dense layer is formed on the substrate.因此，为了增强微乳液的颗粒保护作用，加入了少量的环己烷（使微乳液的偶联速率最小化的溶剂）被添加，并获得了保留树突状结构的沉积层。但是，即使在2周后，沉积层的厚度仍然仅约30 nm。洗涤该底物以去除表面活性剂，然后再次浸入同一组成的微乳液中1周，从而导致厚度为100 nm的多孔沉积层。尽管厚度仍然很薄，但预期的目的几乎已经实现了。