炭素材料と金属酸化物との界面複合化

電気伝導率の低い金属酸化物であっても、その超微粒子を電気伝導性炭素材料表面に高分散担持することによって、電子材料としての機能や電極触媒活性の発現など、新たな特性をひき出しうる可能性がある。昨年度には、電気伝導率は低いがプロトン吸・脱着能を有するMoO_3電極等の特性を、グラシーカーボン(GC)の鏡面にMoO_3を担持したモデル電極(MoO_3/GC)にて調べた。本年度は、BET表面積が異なる3種のカーボンブラック:CB-1(BET面積:29m^2/g)、CB-2(BET表面積:136m^2/g)、CB-3(BET表面積:800m^2/g)を用いて作製したMoO_3/CB電極について、疑似二重層容量を求めた。その結果、担持量が少ない場合には、担持した全てのMoO_3について、モリブデン1原子(ここでは格子中のイオン)当たり1個以上(最大3個程度)までプロトンが電荷蓄積に関与することがわかり、モデル電極で得られた知見と一致した。なお、本実験条件下ではMoO_3はメソ細孔内に分布し、サイズが30-100nmの細孔の割合を減少させていることが分かった。本年度得られた結果は次の如くにまとめられる。1)MoO_3のような電気伝導率が低い酸化物であっても、電気伝導性高表面積炭素材料表面に強固に界面複合化(高分散担持)すれば、MoO_3の特徴を活かした電極として利用できる。この結果は、本研究にてとりあげた金属種以外にもあてはまると考えられる。2)MoO_3と表面積の大きなカーボンブラックとの界面複合化により、MoO_3のプロトン吸・脱着能を利用して、大容量電気化学キャパシタ用電極を開発できる可能性がある。

電気伝導率の低い金属酸化物であっても、その超微粒子を電気伝導性炭素材料表面に高分散担持することによって、電子材料としての機能や電極触媒活性の発現など、新たな特性をひき出しうる可能性がある。昨年度には、電気伝導率は低いがプロトン吸・脱着能を有するMoO_3電極等の特性を、グラシーカーボン(GC)の鏡面にMoO_3を担持したモデル電極(MoO_3/GC)にて調べた。本年度は、BET表面積が異なる3種のカーボンブラック:CB-1(BET面積:29m^2/g)、CB-2(BET表面積:136m^2/g)、CB-3(BET表面積:800m^2/g)を用いて作製したMoO_3/CB電極について、疑似二重層容量を求めた。その結果、担持量が少ない場合には、担持した全てのMoO_3について、モリブデン1原子(ここでは格子中のイオン)当たり1個以上(最大3個程度)までプロトンが電荷蓄積に関与することがわかり、モデル電極で得られた知見と一致した。なお、本実験条件下ではMoO_3はメソ細孔内に分布し、サイズが30-100nmの細孔の割合を減少させていることが分かった。本年度得られた結果は次の如くにまとめられる。1)MoO_3のような電気伝導率が低い酸化物であっても、電気伝導性高表面積炭素材料表面に強固に界面複合化(高分散担持)すれば、MoO_3の特徴を活かした電極として利用できる。この結果は、本研究にてとりあげた金属種以外にもあてはまると考えられる。2)MoO_3と表面積の大きなカーボンブラックとの界面複合化により、MoO_3のプロトン吸・脱着能を利用して、大容量電気化学キャパシタ用電極を開発できる可能性がある。