栄養と食品科学ジャーナル
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概要

バイオエネルギー 2020: 高性能スーパーキャパシタと色素増感太陽電池のための N ドープテンプレートフリーメソポーラスカーボン上の Ru ナノ粒子の in situ 開発

M. アフタブザマンとファン・キュ・キム

エネルギー需要の増加、燃料枯渇、地球規模の気候変動により、再生可能エネルギー変換および貯蔵デバイスの調査と開発が世界中で増加しています。色素増感太陽電池とスーパーキャパシタは、製造プロセスが簡単でコストが低いため、クリーンで環境に優しいエネルギー変換および貯蔵デバイスと考えられています。この研究では、ポリ(ブチルアクリレート)-b-ポリアクリロニトリル(PBA-b-PAN)ブロック共重合体とRu(acac)3の安定化と炭化により、Nドープテンプレートフリーメソポーラスカーボン上にRuナノ粒子(Ru-NP)をその場で調製します。Ru-NPとNドープ多孔質カーボンは同時に形成され、PBAブロックは多孔質テンプレートとして機能し、PANブロックとRu(acac)3はそれぞれ半グラファイトカーボンとRuソースとして機能します。得られたNドープメソポーラスカーボン上のRu-NPは、スーパーキャパシタの電極として適用した場合、スキャン速度10 mV s−1で656.25 F g−1という非常に高い比重静電容量、良好な速度能力、および優れた長期サイクル安定性（5000サイクル後もほぼ100％の保持）を示します。さらに、DSSCにおけるコバルト還元反応に対する優れた触媒活性、および可視波長内での光透過率特性（AVT、42.25％）を示します。Nドープメソポーラスカーボン上のRu-NPを、SGT-021増感剤を使用した両面DSSC中にCEとして使用した場合、前面照明と背面照明からそれぞれ10.13％と8.64％という興味深い電力変換効率が得られました。また、得られたCEを使用した一般的なDSSCは、11.42％のPCEを示します。