JP2013151398A - 酸化グラフェンの還元方法およびその方法を利用した電極材料の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電解液中の酸化グラフェンに電位−0.4〜0.7Vの範囲で交流電圧を印加しながら光を照射して、酸化グラフェンを還元することにより、酸化グラフェン還元物からなる電極材料を製造する。セリウムイオンなどの金属イオンを含む電解液を使用すると、酸化グラフェン還元物と、その表面または層間に担持された金属の酸化物または水酸化物とからなり、電気容量が200F/g以上の電極材料を製造することができる。
【選択図】図4
Description
520mg/Lの酸化グラフェンが分散した水溶液中に、陽極としてスズドープ酸化インジウム(ITO)電極、陰極としてPt電極を配置し、これらの電極間に3.0Vの直流電圧を60秒間印加して、電気泳動により酸化グラフェンをITO電極上に電着させることにより、酸化グラフェンが堆積したITO電極を得た。なお、重量測定により酸化グラフェンの堆積量を求めたところ、0.02mg/cm2であった。
K2SO4水溶液に17μモルのヒドラジンを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、ITO電極上の酸化グラフェンを還元することにより、酸化グラフェン還元物が堆積したITO電極を得た後、実施例1と同様の方法により、電気化学測定を行った。この電気化学測定で得られたサイクリックボルタモグラム(CV曲線)を図2に実線で示す。
K2SO4水溶液に17μモルの硝酸セリウムを添加した以外は、実施例1と同様の方法により、ITO電極上の酸化グラフェンを還元することにより、酸化グラフェン還元物が堆積したITO電極を得た後、実施例1と同様の方法により、電気化学測定を行った。この電気化学測定で得られたサイクリックボルタモグラム(CV曲線)を図2に実線で示す。
直流電圧を印加する時間(電解時間)を変化させて様々な量の酸化グラフェンが堆積したITO電極を得た以外は、実施例3と同様の方法により、酸化グラフェンを還元して、様々な量の酸化グラフェン還元物が堆積したITO電極を得た。このようにして得られた酸化グラフェン還元物が堆積したITO電極について、実施例1と同様の方法により電気化学測定を行って得られたサイクリックボルタモグラム(CV曲線)の0Vにおける電流から、それぞれの酸化グラフェン還元物が堆積したITO電極の電気容量を測定した。酸化グラフェンの重量の変化とその単位重量当たりの電気容量との関係を図7に示す。
Claims (16)
- 酸化グラフェンに交流電圧を印加しながら光を照射して、酸化グラフェンを還元することを特徴とする、酸化グラフェンの還元方法。
- 前記酸化グラフェンへの交流電圧の印加が電解液中で行われることを特徴とする、請求項1に記載の酸化グラフェンの還元方法。
- 前記電解液中に、作用極として前記酸化グラフェンが付着した電極、参照極として銀/塩化銀電極(Ag/AgCl)、対極としてPt電極を配置し、前記交流電圧を電位−1.0〜2.0Vの範囲で印加することを特徴とする、請求項2に記載の酸化グラフェンの還元方法。
- 前記交流電圧を電位−0.4〜0.7Vの範囲で印加することを特徴とする、請求項3に記載の酸化グラフェンの還元方法。
- 前記電解液にヒドラジンを添加することを特徴とする、請求項2乃至4のいずれかに記載の酸化グラフェンの還元方法。
- 酸化グラフェンに交流電圧を印加しながら光を照射して、酸化グラフェンを還元することにより、酸化グラフェン還元物かなる電極材料を製造することを特徴とする、電極材料の製造方法。
- 前記酸化グラフェンへの交流電圧の印加が電解液中で行われることを特徴とする、請求項6に記載の電極材料の製造方法。
- 前記電解液中に、作用極として前記酸化グラフェンが付着した電極、参照極として銀/塩化銀電極(Ag/AgCl)、対極としてPt電極を配置し、前記交流電圧を電位−1.0〜2.0Vの範囲で印加することを特徴とする、請求項7に記載の電極材料の製造方法。
- 前記交流電圧を電位−0.4〜0.7Vの範囲で印加することを特徴とする、請求項8に記載の電極材料の製造法。
- 前記電解液にヒドラジンを添加することを特徴とする、請求項7乃至9のいずれかに記載の酸化グラフェンの還元方法。
- 前記電解液に金属イオンを添加することを特徴とする、請求項7乃至9のいずれかに記載の電極材料の製造方法。
- 前記金属イオンがセリウムイオンであることを特徴とする、請求項11に記載の電極材料の製造方法。
- 酸化グラフェン還元物の表面に金属の酸化物または水酸化物が担持され、電気容量が200F/g以上であることを特徴とする、電極材料。
- 前記酸化グラフェン還元物の表面の略全面が前記金属の酸化物または水酸化物で覆われていることを特徴とする、請求項13に記載の電極材料。
- 前記金属の酸化物が酸化セリウムであることを特徴とする、請求項13または14に記載の電極材料。
- 酸化グラフェン還元物の表面に酸化セリウムが担持されていることを特徴とする、燃料電池用酸素極。
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