게시 및 게시 날짜 : 2010/12/01

백금을 대체하기위한 염료 감작 카지노 바카라 전지의 카운터 전극 재료

-코어-쉘 구조를 가진 3 배의 자료-

포인트

  • 다중 벽 탄소 나노 튜브/이온 성 액체/전도성 폴리머로 만든 번역 기반 물질
  • 백금 전극과 동등한 광전 전환 효율을 얻을 수 있는지 확인
  • 염료 감작 카지노 바카라 전지의 예상 자원 절약, 비용 절감 및 면적 감소

요약

8214_8317다중 벽 탄소 나노 튜브,이온 성 액체, 전도성 폴리머로 만들어진코어 쉘 유형 구조염료 감작 카지노 바카라 전지백금의 카운터 전극 재료로 사용되면 백금과 거의 같습니다광전 변환 효율를 보여주는 것으로 밝혀졌습니다

 

염료 감작 카지노 바카라 전지가 현재 개발 중이며,이 희귀 금속 백금의 카운터 재료는 가장 가능성이 높은 재료로 간주됩니다 그러나 백금은 자동차 촉매 및 연료 전지에 대한 응용 분야에서 급속히 증가하고 있으며 공급 및 수요 균형이 중단 될 것이라는 우려가 있습니다 이번에 개발 된 3 배의 재료는 간단한 프로세스를 사용하여 생산 될 수 있지만, 플래티넘을 교체 할 수 있다면 자원 절약 일뿐 만 아니라 염료 감작 카지노 바카라 전지의 비용 및 영역 감소에 기여할 것으로 예상됩니다

이 기술에 대한 세부 사항은 미국 화학 학회의 Academic Journal Chemistry of Materials의 11 월 9 일 호에 발표되었으며 2010 년 11 월 10 일부터 12 일까지 도쿄 빅 시력에서 열린 13 차 산업 교환 전시회에서 발표되었습니다

그림 1
그림 1 : 코어 쉘 구조를 갖는 3 배 카운터 전극 재료

개발의 사회적 배경

최근 몇 년 동안 카지노 바카라 광 발전은 재생 에너지로 주목을 받고 있습니다 실리콘을 사용하는 카지노 바카라 전지는 이미 실용화되고 인기를 얻고 있지만, 원료는 이미 사용 중입니다실리콘 공급 부족관심사입니다 이 상황에서, 실리콘 이외의 재료를 사용한 카지노 바카라 전지의 발달은 최근 몇 년 동안 증가하고있다 예를 들어, 유기 물질을 사용하는 카지노 바카라 전지는 간단한 제조 방법, 낮은 생산 비용, 가벼운 무게 및 더 큰 면적으로 많은 관심을 끌고 있으며 유연성을 제공합니다 유기 카지노 바카라 전지로서 염료 감작,유기농 박막 유형,Quantum Dot Type의 발전 셀 연구 단계에 있습니다

일반적으로 유기 카지노 바카라 전지 중 하나 인 염료 감작 배터리의 제조에서, 먼저, 다공성 이산화 티타늄 필름은 투명 전극을 갖는 유리 기판에서 생산된다 안료가 다공성 필름에 흡착 된 후, 전극을 카운터 전극으로서 백금으로 코팅 된 유리 기판을 사용하여 유리 기판 사이의 갭에 주입하고, 실란트 또는 니스로 밀봉하여 카지노 바카라 전지를 생성한다

그러나, 카운터 전극으로 사용되는 백금은 희귀 금속이며, 역사의 역사 이후 4,000 톤 이상의 생산량, 금의 3 분의 1 만, 원시 광석의 3 그램 만 수집하여 백금이 금보다 비싸게 만듭니다 최근 몇 년 동안, 플래티넘에 대한 전 세계 수요는 자동차 촉매 및 연료 전지의 경우 빠르게 증가했지만 백금 생산은 여전히 연간 180 톤이며 공급 및 수요 균형이 파괴 될 것이라는 우려가 있습니다 따라서 자원 절약 및 비용 절감의 관점에서 백금을 대체하는 카운터 전극 재료를 개발할 필요가 있습니다

연구 기록

전도도가 우수하고 대량의 대량을 합성 할 수있는 탄소 나노 튜브에 초점을 맞추면서 백금을 대체하기위한 카운터 전극 재료로서 다중 벽 탄소 나노 튜브 (MWNT)를 사용하여 연구 및 개발을 시작했습니다 MWNT를 사용하여 카지노 바카라 전지의 카운터 전극을 형성 할 때, MWNT는 가루가 있고 형성하기 어렵 기 때문에, 일부 종류의 기질 중합체에 분산되지 않으면 카지노 바카라 전지의 카운터 전극을 형성 할 수 없다 그러나, MWNT는 매우 강한 응집력이 있으며 유기 용매를 사용할 때에도 분산하기가 쉽지 않습니다

지금까지, AIST는 나노 믹스 중합체 물질을 함께 모으고 다양한 나노 크기의 입자와 충전제 (필러)를 폴리머로 나노 디퍼링하기위한 새로운 나노 복합 재료를 만들기위한 연구 및 개발을 이끌고있다 이 연구 개발을 통해 재배 된 기술을 사용하여, 우리는 MWNT가 분산되는 중합체 재료를 생성하고이를 카지노 바카라 전지의 카운터 전극 재료로 사용하려고 시도했습니다

이 연구는 지정된 연구 가속 예산의 지원을 제공하여 혁신을 촉진했습니다

연구 컨텐츠

MWNT 및 이온 성 액체 (IL)는 높은 친화력을 갖는다 따라서, MWNT의 표면은 IL을 사용하여 수정되었다 IL로서, 우리는 2 개의 하이드 록시 그룹을 포함하는 이미 다졸 유형을 선택하고,이 IL을 MWNT에 추가하고 기계적으로 반죽했습니다geling| 발생하고 MWNT 사이의 집계가 용해되고 분산된다 겔화는 MWNT가 친수성 및 개선 된 분산 성이된다고 믿어진다 그러나,이 이진 조성물 (IL-MWNT)이 염료 감작 카지노 바카라 전지의 카운터 전극으로 사용 되더라도, 광전자 변환 효율은 백금이 카운터 전극 일 때만큼 높지 않다

따라서, 전도도를 더욱 향상시키기 위해,이 IL-MWNT와 폴리스티렌 설포 네이트, 폴리 (3,4- 에틸렌 디디오 티오 펜) : 폴리스티렌 설포 늄 (Pedot : PSS), 흉선 뼈를 갖는 전도성 중합체를 혼합하기로 결정 하였다 먼저, IL-MWNT는 PEDOT의 수용액에 첨가되고 초음파에 의해 분산된다 이어서, 원심 분리는 3 배의 전도성 물질 (IL-MWNT/PEDOT : PSS)을 제공 하였다 우리 가이 IL-MWNT/Pedot : PSS의 구조를 조사했을 때, 우리는 표면에 IL 분자를 갖는 MWNT가 코어 (코어)가되고 Pedot : PSS가 쉘이되는 코어-쉘 형 구조가 형성된다는 것을 발견했다 IL-MWNT/PEDOT에 대한 제조 체계 : PSS는 그림 2에 나와 있습니다

그림 2
그림 2 : 이번에 개발 된 3 가지 전도성 재료에 대한 제조 체계

도 2의 체계에 따라 형성된 각 구조의 투과 전자 현미경 (TEM) 사진은도 3 (a) 내지 (c)에 도시되어있다 그림에서 3 (a), MWNT와 IL이 반죽되고, IL은 MWNT의 외벽에 흡착되고, IL-MWNT가 형성됨을 알 수있다 그림 3 (b)는 PEDOT : PSS가 IL-MWNT에 추가로 추가되는 사진이며, PEDOT : PSS는 초음파 분산 및 후속 원심 분리에 의해 IL-MWNT 외부에 형성되어 코어 쉘 구조를 초래합니다 대조적으로, 그림 3 (c)는 MWNT 및 수성 페도트 : PSS 용액이 직접 혼합 된 경우에도 PEDOT : PSS는 MWNT의 외부 표면에 흡착되지 않고 MWNT 주위에 미립자로 산란된다는 것을 보여준다 다시 말해, 이러한 이진 시스템은 분산 성이 좋지 않아 안정적인 전극 재료를 형성하기가 어렵고, 영역을 넓은 영역으로 증가시키는 것은 불가능하다고 생각되지만, MWNT와 PEDOT 사이의 IL 매개 친화도 : PSS가 증가했으며, 핵심 유형 제 3 제도 시스템에서 분산 성과 성형 성이 극적으로 개선되었습니다

(a) 그림 3 (a)
(b) 그림 3 (b)
(c) 그림 3 (c)
그림 3 (a) IL-MWNT의 TEM 사진, (b) Core-Shell 구조를 형성하는 Ternary Materials (IL-MWNT/PEDOT : PSS)의 TEM 사진, (c) MWNT/PEDOT의 TEM 사진 : PSS

카운터 전극과 같은 코어 쉘 구조를 갖는 IL-MWNT/PEDOT : PSS를 사용하여 염료 감작 카지노 바카라 전지를 제조하였고, 그 특성을 측정 하였다 표에 도시 된 바와 같이, 백금 전극의 특성과 거의 동일한 특성이 얻어졌다 즉, 이진 조성에서는 불가능한 광전 전환 효율의 현저한 개선이 관찰되었다

테이블
염료 감작 카지노 바카라 전지를위한 카운터 전극 재료의 표 비교

미래 계획

우리는 향후 지역을 카운터 전극 재료로 증가시키는 것을 고려할 것입니다 또한, 우리는 카운터 전극 재료 이외의 응용 분야를 고려하고 상용화를 적극적으로 홍보 할 계획입니다 이러한 상업화를 포함하여, 우리는 내년에 AIST 혁신 본부의 벤처 개발 부서와 함께 벤처를 시작하고자합니다

질문

독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
Nanosystems Research Division
초대 된 연구원 Shimizu Hiroshi 이메일 :Shimizu-Hiro * aistgojp (사용하려면 *로 변경하십시오)

터미널 설명

◆ 탄소 나노 튜브, 다중 벽 탄소 나노 튜브
탄소 나노 튜브 (CNT)는 탄소로 만든 6 원 링 네트워크 (그래 핀 시트)가 단일 또는 다층 동축 관형 인 물질입니다 그것은 또한 Fullerene의 유형으로 분류 될 수있는 동등한 탄소입니다 단일 계층은 단일 벽 탄소 나노 튜브 (SWNT)라고하며, 멀티 레이어는 멀티 벽 탄소 나노 튜브 (MWNT)라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 이온 성 액체
일반적으로, "소금"은 소금과 같이 실온에서 고체이지만, 소금을 구성하는 이온이 비교적 큰 유기 이온으로 대체되면 용융점은 낮으며 실온에서도 액체 상태에서 발생할 수 있습니다 과거에는 이온 성 액체라고 불 렸지만 이온 성 액체라고 불 렸지만 이온 성 액체라고 불 렸습니다 왜냐하면 이온 성으로서 이온 성으로 번역에 대한 학문적 용어가없고 정의적인 일관성이 없기 때문입니다 또한, "실내 온도 용융 염"이라는 용어는 일반적으로 녹는 점이 낮은 소금이라는 의미에서 일반적으로 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 코어 쉘 유형 구조
다른 구조 및 기능을 갖는 두 가지 이상의 재료 중 하나가 내부 (코어)를 형성하고 다른 하나는 외부 쉘 (쉘)을 형성하는 구조를 코어 쉘 구조라고합니다 이러한 구조를 생성함으로써 코어와 쉘에 다른 함수가 제공 될 수 있으며, 특정 기능을 달성 할 수 있으며 많은 필드에서 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ 염료 감작 카지노 바카라 전지
염료 감작 카지노 바카라 전지는 산화물 반도체와 반도체 표면에 적용되는 염료를 사용하여 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 새로운 유형의 염료입니다 전형적인 유형을 Gretzel 유형 (습식 카지노 바카라 전지)이라고하며, 두 전극과 그 사이에 전해질 샌드위치 사이에 흡착 된 미량의 염료가있는 이산화 티타늄 층이있는 간단한 구조를 갖는다[참조로 돌아 가기]
◆ 광전 변환 효율
카지노 바카라 전지의 광전 변환 효율 (η (%))는 다음 방정식으로 정의됩니다
η = [JSC(ma/cm2) ×voc(V) ×ff× 100]/100 (MW/CM2)
 =JSC×voc×ff(%)
여기,JSC,voc, ff| 단락 광전 밀도, 개방 회로 전압 및 폼 팩터는 각각입니다 이들 파라미터는 카지노 바카라 전지와 조사 할 때 전류 전압 특성 및 출력 특성으로부터 계산 될 수있다 이러한 물리량은 카지노 바카라 전지의 성능을 나타내는 중요한 요소이며, 각각의 크기가 클수록 변환 효율이 높아집니다[참조로 돌아 가기]
◆ 실리콘 공급 부족
카지노 바카라 전지에 대한 실리콘 원료는 단결정 실리콘 스크랩 및 반도체의 비표준 제품에 의해 오랫동안 제공되어왔다 카지노 바카라 전지가 알지 못했던 시대에는 공급과 수요 균형 이이 상태에 있었지만 2000 년 이후에 에너지 안정성을 강조하고 전 세계 정책으로 인해 카지노 바카라 전지에 대한 수요가 급격히 증가했습니다 그러나 실리콘의 공급은 수요의 급속한 증가를 따라 잡을 수 없으며 2004 년 이래 카지노 바카라 전지 산업의 성장을위한 병목 현상이되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 유기농 박막 유형
유기 박막 카지노 바카라 전지는 전도성 폴리머, 풀러렌 등의 조합을 사용하는 유형이며 염료에 민감한 카지노 바카라 전지보다 더 간단한 구조 및 제조 방법을 갖는 것으로 알려져 있습니다 또한 전해질이 사용되지 않기 때문에 유연성이 뛰어나고 수명 개선 측면에서 큰 이점이 있습니다 그러나이 유형에서는 광전 변환 효율이 낮기 때문에 전환 효율을 향상시키기 위해 재료 검색이 적극적으로 추구되고 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Quantum Dot Type
양자점 카지노 바카라 전지는 양자 효과를 이용하며, 예를 들어, 약 몇 개의 nm의 양자점이 p-i-n 구조를 갖는 셀의 한 층으로 정기적으로 배열되는 구조가 제안되었다 이러한 구조를 구성 할 수 있다면 매우 높은 전환 효율이 예상 될 수 있습니다 그러한 구조를 달성 할 수있는 미세 가축 프로세스를 개발해야합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 겔링
젤은 독일어이고 영어로는 겔이라고합니다 액체 분산 가능한 배지가 분산 가능한 물질을 갖는 분산 시스템의 유형을 졸이라고하지만, 겔은 이들 분산 가능한 재료가 화학적 (공유 결합) 또는 물리적 (분자간 힘의 작용)을 형성하고 유동성을 잃을 때 고체가된다 젤의 전형적인 예로는 젤리, 두부 및 Konjac이 있습니다[참조로 돌아 가기]

관련 기사