天田財団_助成研究成果報告書2024
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˚( erutarepmeT0Position (µm))C˚( erutarepmeT)C063.0 MHz 1.0 nJ31.5 MHz 2.0 nJ21.0 MHz 3.0 nJ15030045063.0 MHz 1.0 nJ31.5 MHz 2.0 nJ21.0 MHz 3.0 nJ200300400Time (ms)5006005.電気二重層キャパシタの作製とが報告されている.■■■■の熱分解においては,黒鉛質炭素および■■■の核生成および結晶成長に寄与するメチルラジカルおよびシリルラジカルが生成することが知られている.高い昇温速度では高分子材料の熱分解に伴って反応性の高いラジカルが多く生成し,黒鉛質炭素および■■■の核生成と結晶成長が促進された可能性がある.8006004002000-1508006004002000100図7(a)レーザ照射部のサーモグラフィ画像.スケールバー100 µm.(b) 点線上の空間温度分布.(c) 特定点における温度の時間変化.作製された構造の(d) XRDスペクトルならびに(e) ラマンスペクトル.導電性構造の応用を示す一例として,電気二重層キャパシタの作製を実施した6).電気二重層キャパシタに必要な電解質を保持する材料としてアガロースゲルを選定し,黒鉛化炭素の前駆体としてリグニンを含有させた.リグニン含有アガロースゲルにレーザパルス照射を行うことで電極作製を行った.実験では,異なる濃度のリグニンを含有するアガロースハイドロゲルに,フェムト秒レーザパルスを集光走査することで長さ■■■■の線構造を作製した.レーザパルスを照射したハイドロゲルのディジタルマイクロスコープ像を図8ff■■に示す.リグニン濃度■■■■%1000˚Cでは改質が視覚的に確認されなかった.一方,リグニン濃度■- ■■■■%では黒色構造が生成した.図8ff■■に示す作製構造の中心から走査方向と垂直の方向に■■■µ■の位置で取得したラマンスペクトルを図8ff■■に示す.リグニン濃575˚C度を■- ■■■■%として合成したハイドロゲルに作製した150˚C構造より取得したラマンスペクトルでは,約■■■■および■■■■■■■−■にピークが確認され,これらのピークはそれぞれ■および■バンドに相当する.図8ff■■の図中に記載した■■■■■比は,黒鉛質炭素の結晶性の評価指標であり,結晶子サイズと負の相関がある.リグニン濃度■- ■■■■%では,リグニン濃度の増大に伴い■■■■■比が減少した.つまり,リグニン濃度の増大に伴い黒鉛質炭素の結晶性が増大したことが示唆された.加えて,リグニン濃度の増大に伴い,■バンドの半値全幅が増大した.■バンドの半値全幅の増大は黒鉛質炭素の欠陥量が増大したことを意味する.図8ff■■に,ラマンスペクトルと同一位置で測定した抵抗値から求めたコンダクタンスを示す.リグニン濃度■- ■■■■%では,作製構造の導電性が確認され,リグニン濃度の増大に伴いコンダクタンスが増大した.図8(a)異なるリグニン濃度で作製した構造のディジタルマイクロスコープ像.(b) ラマンスペクトル.(c) コンダクタンス.図9ff■■に示すとおり,リグニンおよび電解質として■■■■を含有するアガロースゲルにレーザパルスを照射することで導電性構造をパターニングし,これを電気二重層キャパシタの電極とした.純水に浸漬した後に■■■■%の■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■ff■■ff■■ff■■ff■■ff■■− 100 −

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