炭素および珪素系繊維基材へのナノカーボン構造体の創製とその応用

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本研究では、カーボンナノチューブ（CNT）をはじめとするナノカーボンの合成基材として、繊維基材に着目をし、繊維基材であることにより発現する特異的なナノカーボン集合体や自立膜の創製の可能性を見出すこと、また種々の応用を見据えたナノカーボン/繊維基材の複合材料の作製を、CVD法および独自の液相合成プロセスによって試みる。令和4年度は特に、CVD法による種々のステンレス線材（ステンレス微細メッシュやステンレスフィルターなど）へのCNT合成と、液相合成プロセスによる新規“ひだ状ナノ構造体”/炭素繊維基材の作製とその電極としての特性評価を中心に研究が進められた。CVD法によるステンレス線材へのCNT合成では、線材の繊維径（表面曲率）がCNTの生成密度や配向成長に与える影響と、合成前の基材の表面処理がCNTの生成密度と配向性に与える効果を検討した。主に電子顕微鏡（走査型および透過型）による形態観察により、評価を行った。液相合成プロセスによる“ひだ状ナノ構造体”/炭素繊維基材の作製については、合成条件を最適化する過程でその生成機構の考察を進めた。また合成溶液に予め白金錯体を溶解させておくことで“Pt担持ひだ状ナノ構造体”/炭素繊維基材の作製を試みた。ナノ構造体やナノ粒子について電子顕微鏡により形態観察をし、電子顕微鏡に備え付けの蛍光X線分析装置によりナノ粒子の組成分析を行った。また燃料電池電極としての応用も見据え、基材ごと電極（作用極）に用い、電気化学的特性として特にそのメタノール酸化特性を評価した。