冈山大学

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高比表面积电容器碳电极的开发

January 13, 2022

冈山大学
星和电机株式会社
关西学院大学
University of Surrey

◆发表要点
·通过含有锌的碳化物在高温下升华锌,成功开发出分级和高比表面积的多孔碳材料。
·通过现场观察X射线衍射测量,明确了MOFs烧成过程中原料中含有的锌和氧的行为,并明确了影响多孔碳的孔特性。
·通过将制作的多孔碳用于电双层电容器电极,实现了超过市售活性炭的高容量。

冈山大学研究生院自然科学研究科博士后期课程的梅泽成之研究生和该学术研究院自然科学领域(工)林靖彦教授、关西学院大学、星和电机株式会社,以及英国Surrey大学的国际共同研究小组,以含锌的金属有机构造体(MOFs)为原料开发了富含微孔和介孔的高比表面积多孔碳材料。
本研究表明,使用出发物质中含有锌的金属有机构造体(MOFs),锌和氧的含量比会影响烧成中锌的动态行为,对多孔碳材料的细孔特性产生很大影响。这种多孔碳材料具有超过市场上销售的活性炭的高比表面积,并被用于电双层电容器的电极,实现了高容量化。本成果,作为新的多孔碳材料的制法,有助于众所期待的能源储存装置电极材料和燃料电池触媒载体的开发。
本研究成果于2021年12月4日作为Research Article(First published)刊登在Wiley出版社学术杂志「Energy & Environmental Materials (Impact factor:15.122)」
◆研究者表示
根据出发物质的氧、锌、碳的组成比,决定了细孔比表面积、细孔径、细孔结构。期待着今后通过调整这些可以控制细孔构造。
■论文信息
论文名:Zinc-based metal-organic frameworks for high-performance supercapacitor electrodes: Mechanism underlying pore generation
刊登:Energy & Environmental Materials
作者:Shigeyuki Umezawa, Takashi Douura, Koji Yoshikawa, Daisuke Tanaka, Vlad Stolojan, S. Ravi P. Silva, Mika Yoneda, Kazuma Gotoh, and Yasuhiko Hayashi*
D O I:https://doi.org/10.1002/eem2.12320
U R L:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12320
<详细研究内容>
//www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/press_r3/press20220113.pdf
<咨询窗口>
冈山大学 学术研究院 自然科学领域
教授 林靖彦
(HP)https://hayashi-lab.org/
星和电机株式会社 研究开发部
主任 梅泽成之
(HP)https://www.seiwa.co.jp/
关西学院大学 理学部 化学科
教授 田中大辅
(HP)https://sci-tech.ksc.kwansei.ac.jp/~dtanaka/

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