【ナノサイズ粒子を用いた電気化学的機能を有する多孔体の作製と応用】
・キャパシタ電極への応用
　三次元規則配列多孔体を電極活物質で作製することもできる。この場合には電子伝導性のマトリクス体となる。また、カーボン材料でもマトリクス体を作製することができる。カーボンは電極材料として使用されるが、キャパシタ材料としても応用される。キャパシタ用電極としての炭素は、その多孔構造が重要であり、三次元規則配列多孔体の利用は興味深い。まず、シリカナノ粒子とポリスチレン単分散球状粒子を混合し縣濁液を作製する。縣濁液を濾過することによりフィルター上に混合物を堆積させる。この際に、シリカナノ粒子がポリスチレンビーズに比較して十分に小さければ規則的な配列を保持しながら粒子の堆積が進行する。最終的には、オパール構造の配置をとるポリスチレンビーズの隙間をシリカナノ粒子が埋め尽くすような構造体が得られる。このコンポジット体を不活性雰囲気下において熱処理することにより炭化し、さらにシリカをHFにより除去することにより構造体を得ることができる。炭素は、大きなマクロ孔と小さなメソ孔を有しており、1000m²/g以上の大きな比表面積を有する。マクロ孔は、使用したポリスチレン由来のものであり、メソ孔は用いたシリカナノ粒子由来のものである。このような構造が生成するメカニズムは、ポリスチレンの溶融とシリカナノ粒子間へのポリマー融液の浸透によるものである。したがって、使用するシリカ粒子の大きさとポリスチレンビーズの大きさを調節すれば、いろいろなマクロ孔とメソ孔を有する炭素材料を作製することができる点で興味深い。優れた特性を示す炭素材料であり、100F/g以上の容量を示しており、実用可能な炭素材料となっている。また、この炭素材料の場合、その孔内にさらにキャパシタとして機能する材料を埋め込むことも可能であり、今後の発展が大いに期待できる材料である。

カテゴリ: 化学
質問: メソ孔は、何由来のものですか？
回答: メソ孔は、用いられたシリカナノ粒子由来のものです。

カテゴリ: 化学
質問: キャパシタ用電極としての炭素は、何が重要ですか？
回答: キャパシタ用電極としての炭素は、その多孔構造が重要です。