Development of energy devises based on graphene oxide hybrids

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研究代表者は、GOナノシートおよびGOペーパーのプロトン伝導が、1 × 10-2 S cm-1程度のNafionに匹敵する非常に高いプロトン伝導度を示すことを世界に先駆けて発見し、またそれらのキャパシタ特性の発現も見出した。これらはいずれもGOナノシートの酸素官能基を経由するプロトン伝導によることも明らかにしている。またGOは、グラファイトを酸化して合成するため、グラフェン表面に酸素官能基が付加して負電荷・親水性のため様々なカチオン性の物質とハイブリッドを形成する。すなわち水素イオンや金属イオンなどとハイブリッドを形成させることができる。カチオン性の機能性有機化合物や機能性金属錯体カチオンとのハイブリッド化では、磁性体や伝導体などとのハイブリッド化が可能であり、新しいGOおよびrGOハイブリッドの世界を切り開くことが可能になった。また光電気化学を組み合わせることにより、発光の電圧制御も可能であることが分かっている。またrGOナノシートから光生成した電子・ホールの動きを明確にし、高効率電荷分離を発見した。さらに、液中パルスプラズマによる新規GOナノシートの合成方法を確立し、サイズ制御や窒素あるいはハロゲン原子などのドーピングに成功した。また半導体ナノシートの精密合成により極限の薄さを持つ光触媒や二次元材料特有の光機能を持つナノシートの開発にこれまで成功した。ナノシートを利用すると、従来の手法では作製が非常に難しい極限の触媒構造やデバイス構造等を作製・評価できると期待され、これまでに、ナノシートpn接合を作製し、その接合体の光触媒を明らかにした。