炭素
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学位論文紹介
  • 島袋 出
    2022 年 2022 巻 301 号 p. 35-36
    発行日: 2022/01/31
    公開日: 2022/01/31
    ジャーナル 認証あり

    フッ化黒鉛(GF)や酸化黒鉛(GO)といった共有結合型黒鉛層間化合物(GIC)は金属Li一次電池の正極材料として機能し,Li一次電池の放電反応によってGFやGOは電気化学的に還元され,炭素とLi化合物(LiFやLi2O, LiOHなど)のナノ複合体へと変化する。金属アマルガム合金を用いて化学的に脱フッ素化されたGFがキャパシタ用電極材料として機能することが明らかにされており,Li一次電池の放電後正極も類似した構造を有するため,キャパシタ型電極として機能することが期待された。したがって,本学位論文では共有結合型GICを用いたLi一次電池から新規な電気化学キャパシタの構築とその高性能化に取り組んだ。

    本学位論文は6つの章から構成されている。第1章では,研究背景およびキャパシタ用電極材料について概説し,本学位論文の目的について述べた。第2章では,GF正極,金属Li負極を用いたフッ化黒鉛Li一次電池(GF/Li電池)が完全放電後に新規ハイブリッドキャパシタ(HC)であるフッ化黒鉛Liキャパシタ(GF/Liキャパシタ)として再生できることを見いだし,試験前後におけるGF電極の構造解析およびGF/Liキャパシタの電気化学的性能評価を行った。第3章では,GO正極,金属Li負極から成る酸化黒鉛Li一次電池(GO/Li電池)から新規HCである酸化黒鉛Liキャパシタ(GO/Liキャパシタ)が構築できることを明らかにし,GF/Liキャパシタと比較することでGO/Liキャパシタの基礎特性を相対的に評価した。第4章では,Brodie法によって調製した形状の異なるGOを用いることで,GO/Liキャパシタ特性におよぼす出発物質黒鉛の効果について調査した。第5章では,高密度なHummers酸化GO(HGO)自立膜ならびに単層カーボンナノチューブ(SWCNT)と複合化したHGO/CNT複合自立膜を作製し,電極の自立膜化と単層カーボンナノチューブとの複合化によるGO/Liキャパシタの高性能化に取り組んだ。第6章では本論文のまとめならびに将来展望について記述した。本稿では,第2章および第3章,第5章について紹介する。

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