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本研究では、ビスマスコールの直接炭化を異なる温度（500、700、および900°C）で行い、炭素構造と窒素機能基の関係を調べた。温度の上昇に伴い、構造的変化と窒素基の変化が観察され、500°Cではピロリック-Nが主成分であり、700°Cでは徐々にピリディニック-Nへ変換され、充電容量が大幅に増加した。さらに温度を900°Cまで上昇させると、ピリディニック-Nがグラファティック-Nへ変換され、導電性が向上した。電気化学分析の結果、700°Cで炭化処理された試料が、ピリジン型Nの高含有量により、還元酸化反応を介した擬似容量に寄与し、最高比容量を示しました。これらの結果は、炭化処理による石炭由来の炭素が、コスト効果が高く効率的なスーパーキャパシター電極材料としての可能性を強調している。本研究は、電気化学性能の向上を図るため、芳香族炭素構造と窒素機能性を両立には炭化条件の最適化が重要であることを示している。

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• In Copyright
  

  This version of the article has been accepted for publication, after peer review (when applicable) and is subject to Springer Nature’s AM terms of use, but is not the Version of Record and does not reflect post-acceptance improvements, or any corrections. The Version of Record is available online at: https://doi.org/10.1007/s10853-025-11395-3.

Keyword: ビスマス化合物

Date published: 2025-08-30

Publisher: Springer Nature

Journal:

• JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE (ISSN: 00222461) vol. 60 p. 17175-17191

Funding:

Manuscript type: Author's version (Accepted manuscript)

MDR DOI: https://doi.org/10.48505/nims.5786

First published URL: https://doi.org/10.1007/s10853-025-11395-3

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Updated at: 2025-09-29 16:50:35 +0900

Published on MDR: 2026-08-30 08:27:04 +0900