IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/18

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    笘居高明 Takaaki TOMAI
    准教授 Associate Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    プロセスシステム工学研究部門 超臨界ナノ工学研究分野
    Division of Process and System Engineering, Supercritical Fluid and Hybrid Nano Technologies
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    グラフェン
    電気化学キャパシタ
    化合物半導体
    超臨界流体
    Graphene
    Electrochemical capacitor
    Compound semiconductor
    Supercritical fluid
研究テーマ
Research Subject
先端エネルギーデバイスに資する材料プロセスに関する研究
Materials processing for advanced energy devices

研究の背景 Background

近年、エネルギーデバイスの特性向上を目的に、電荷の拡散長が短く、電荷授受界面の大きなナノ材料の活用が積極的に進められています。しかしナノ材料は凝集し易く、その利活用のためには、ナノ材料の制御に加え、3次元複雑構造中への担持によるナノ材料と、電解質などの電荷輸送媒体との接合界面の効率的な形成が重要となります。

For improvement of energy devices, the application of nanomaterials, which have short diffusion path of charge, and large charge-transfer interface, has attracted much attention. To activate the nanomaterials in energy devices, the design of interface between nanomaterials supported on 3-D nanostructured porous materials and charge-transfer media is very important, in addition to the morphological control of nanomaterials.

研究の目標 Outcome

超臨界流体を含む高密度流体中における、非平衡材料合成プロセスに基づいたアプローチを中心に、電気化学キャパシタ・リチウムイオン電池・太陽電池・燃料電池などエネルギーデバイスにおけるエネルギーナノ材料の高効率合成、及びその複合体の効率的生産を可能とする材料プロセスの構築を目的としている。

The main objective is to develop the materials processing enabling the efficient production of nanomaterials and its composites for the energy devices, such as electrochemical capacitor, lithium-ion battery, solar cells, and fuel cells, by using non-equilibrium materials processing in high-density media, supercritical fluids.

研究図Research Figure

Fig.1. Exfoliation and nanocutting (zigzag-edge introduction) of graphene in supercritical fluid Fig.2. Metal-free electrochemical capacitor using organic active nanomaterials. Fig.3. Novel chalcogenization processing for compound semiconductor solar cells by using supercritical ethanol

文献 / Publications

ACS Macro Lett. 2(9), 794 (2013). Appl. Phys. Lett. 100, 233110 (2012). Sci. Rep.4, 3591 (2014). J. Power Sources 274,412 (2015). ACS Appl. Mater. & Interfaces 3(9) 3268 (2011). APEX 8,021201 (2015).

研究者HP