電子・プロトン混合導電性層状水和酸化物の合成と電極材料への応用

电子/质子混合导电层状水合氧化物的合成及其在电极材料中的应用

• 批准号: 16750170
• 负责人: 杉本 渉
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16750170/
• 关键词: 層状酸化物; 酸化チタン; 酸化ルテニウム; ナノシート; プロトン伝導; 電子伝導; 電気化学キャパシタ

層状遷移金属酸塩は2次元的なソフトマテリアルであり、その層間を利用して様々な機能性を持たせることができる。本研究では層間プロトンの特性を活かした材料合成と機能性付与ならびに、層自身の機能性を活かした電極材料への応用を検討する。平成17年度は主として層状ルテニウム酸水和物の工業電解用電極触媒特性の評価を行った。層状ルテニウム酸カリウム粉末を酸化ルテニウム被覆チタン電極に塗りつけ,構造安定性をもたせるために熱処理を施した。得られた電極材料を,硫酸中(水素,酸素発生反応活性)およびNaCl+HCl水溶液中(塩素発生反応活性)にて電気化学特性を評価した。その結果,層状ルテニウム酸水和物は酸素および塩素発生反応に対して高い活性を示した。層状ルテニウム酸水和物のコーティングにより,未被覆の酸化ルテニウム被覆チタン電極よりも数倍大きな電流が得られ,最大150mVの電圧低下が達成された。これは,層状ルテニウム酸水和物自信の優れた電子伝導性と層間の高いイオン伝導性により,層間が電極触媒能を有するナノ構造電極触媒として機能し,反応活性面積が増大したことに起因すると考えられる。上述の成果より,大電流運転が可能な省エネルギー電解への展望が開けた。なお,層状ルテニウム酸水和物は水素発生反応に対しては構造安定性を有さなかった。

Layered migration of metallic acids is a two-dimensional process, and its interlayer functionality is maintained. In this study, the properties of interlayer electrodes, functional properties of the layers themselves, and application of electrode materials were discussed. Evaluation of electrode catalyst characteristics for industrial electrolysis of acid and water Layered acid powder is acidified, coated, and thermally treated for structural stability. The electrochemical properties of the electrode materials obtained were evaluated in sulfuric acid (water, acid) and NaCl+HCl aqueous solution (hydrogen). As a result, the layered structure of the acid and the compound is highly reactive. Layered acid, water, and substances are not covered with acid. The current is several times higher, and the voltage drop of up to 150mV is achieved. For this reason, the interlayer structure of the electrode catalyst has the function of increasing the active area of the electrode. The above results show that high current operation may save the prospect of electrolysis. For example, the layered structure of water and organic matter has a negative impact on structural stability.

项目成果

Fabrication of Thin-Film, Flexible, and Transparent Electrodes Composed of Ruthenic Acid Nanosheets by Electrophoretic Deposition and Application to Electrochemical Capacitors

• DOI: 10.1149/1.2138570
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: Journal of The Electrochemical Society
• 影响因子: 3.9
• 作者: W. Sugimoto;Katsunori Yokoshima;Kazunori Ohuchi;Y. Murakami;Y. Takasu

無機ナノシートの科学と応用(分担執筆)

无机纳米片的科学与应用（合著者）

• 发表时间: 2006
• 作者: Ken Okamoto;et al.;山中昭司
• 通讯作者: 山中昭司

Charge storage mechanism of nanostructured anhydrous and hydrous ruthenium-based oxides

• DOI: 10.1016/j.electacta.2006.02.054
• 发表时间: 2006-12-01
• 期刊: ELECTROCHIMICA ACTA
• 影响因子: 6.6
• 作者: Sugimoto, Wataru;Yokoshima, Katsunori;Takasu, Yoshio
• 通讯作者: Takasu, Yoshio

Electrochemical Supercapacitor Behavior of Nanoparticulate Rutile-Type Ru_<1-x>V_xO_2

纳米颗粒金红石型Ru_<1-x>V_xO_2的电化学超级电容器行为

• 期刊: Journal of Power Sources (掲載決定)
• 作者: K.Yokoshima;T.Shibutani;M.Hirota;W.Sugimoto;Y.Takasu
• 通讯作者: Y.Takasu

Incorporation of Ethylenediamine as a Bi-Layer in the Interlayer Space of Tetratitanic Acid by Re-stacking Exfoliate Nanosheets

通过重新堆叠剥离纳米片将乙二胺作为双层掺入四钛酸的层间空间

• 期刊: Bull.Chem.Soc.Jpn. (印刷中)
• 作者: W.Sugimoto;K.Ohuchi;Y.Murakami;Y.Takasu
• 通讯作者: Y.Takasu