| Project/Area Number |
19K05064
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Kondo Takeshi 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 准教授 (00385535)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | キャパシタ / ダイヤモンド / 蓄電デバイス / 電気化学キャパシタ / ナノダイヤモンド / 表面修飾 |
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| Outline of Research at the Start |
高エネルギー密度かつ高出力密度の水系電気二重層キャパシタ（EDLC）を実現するための電極材料として、ホウ素ドープナノダイヤモンド（boron-doped nanodiamond, BDND）粉末を開発する。BDNDは、100 nm以下サイズのナノ粒子であり、高比表面積のため高容量が期待される。また、表面修飾により酸化還元活性な官能基を導入することにより、疑似容量によるさらなる高容量化を図ることができる。作製したBDNDおよび表面修飾BDNDを電極材料に用いることにより、高エネルギー密度かつ高出力密度を示す積層型セルを試作する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Conductive boron-doped nanodiamond (BDND) powder was developed toward application to aqueous electric double-layer capacitor (EDLC) with high energy and power densities. After optimization study, BDND with large specific surface area (650 m2/g) and large conductivity (0.5 S/cm) was obtained. By combining BDND as an electrode material and concentrated NaClO4 electrolyte, an aqueous EDLC cell with high energy density (10 Wh/kg) and high power density (10000 W/kg) was fabricated.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
EDLCは、高速充放電が可能な蓄電デバイスであり、再生可能エネルギーにおける電力の平準化や自動車等のエネルギー回生に利用されている。本研究で開発したBDNDを用いる水系EDLCは、高出力密度を維持しながら従来のデバイスよりも高エネルギー密度を実現することができた。したがって、本研究の成果は、上記用途等におけるデバイスの高性能化あるいはデバイスのコンパクト化に寄与すると期待される。
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