【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24NR0013
利用課題名 / Title
窒素含有炭素質粒子を由来とした活性炭の細孔構造と表面官能基制御によるEDLCのエネルギー密度改善
利用した実施機関 / Support Institute
奈良先端科学技術大学院大学 / NAIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子分光/ Electron spectroscopy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
Yiliya Aishan
所属名 / Affiliation
大阪公立大学工学研究科物質化学生命系専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岡田 和寛,田中 良弥,大山 崚介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
石原 綾子,大野 智子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究では、電気二重層キャパシタ（EDLC）の電極材料としての活性炭の表面化学特性を評価することを目的とし、XPSを用いて活性炭の元素組成および化学状態を解析した。特に、窒素や酸素の結合状態を調査し、電気化学特性との関係を明らかにすることを目的とした。
実験 / Experimental
分析対象：硫酸メラミン（MS）や硫酸グアニン(GS)を添加したセルロース由来活性炭分析装置: XPS装置測定項目: C 1s, N 1s, O 1s, S 2p のスペクトル解析
結果と考察 / Results and Discussion
図1(a)-(d)は、30-MSCelAC-0-0、30-MSCelAC-350-60、15-GSCelAC-0-0、15-GSCelAC-350-60のN1s領域のXPSナロースキャンスペクトルである。N1sスペクトルは、ピリジンN、ピロールN、4級N、酸化Nに対応する4つのピークからなる*。このうち、ピリジン N、4級 N、酸化 N が検出された。30wt.%のMSを含む炭素試料を350℃で60分間熱処理すると、4級Nに割り当てられたピークの面積は51%から55%に増加し、酸化Nに割り当てられたピークの面積は12%から9%に減少した。同様の傾向がGS添加炭素試料でも観察され、4級Nに割り当てられたピークの面積は40%から49%に増加し、酸化Nに割り当てられたピークの面積は28%から23%に減少した。これらの結果は、熱前処理が窒素含有官能基の割合に影響することを示している。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Figure 1. X-ray photoelectron spectroscopy N1s narrow-scan spectra of the prepared carbon samples with 30 wt.% MS added without (a) and with (b) thermal pre-treatment at 350°C for 60 min, and with 15 wt.% GS added without (c) and with (d) thermal pre-treatment at 350°C for 60 min.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
* Konno H, Ito T, Ushiro M, Fushimi K and Azumi K 2010 High capacitance B/C/N composites for capacitor electrodes synthesized by a simple method J. Power Sources 195 1739–46
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件