2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study on activated carbon for electric double layer capacitors based on a mesopore
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17K07881
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
廣瀬 孝 弘前大学, 教育学部, 講師 (40556982)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 活性炭 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，１）脱薬品賦活による新たなメソ孔活性炭の製造方法の確立，２）コンデンサの性能に影響を及ぼすミクロ孔およびメソ孔の比率や細孔分布に関する新たな知見を得ることを目的としている。
活性炭を電気二重層コンデンサ等電気素子に用いる場合，物性のばらつきを抑えた製造が必要であることより，平成２９年度はその再現性の評価を行った。その結果，異なる２つの年度のリンゴ剪定枝より調製した活性炭の比表面積等はほぼ同様の値を示すことが分かった。これを受け，平成３０年度は，剪定枝を原料としたペレットから作製した活性炭を用いてコンデンサ用活性炭を作製，市販活性炭と比較検討した。その結果，キャパシタ用活性炭の比表面積，ミクロ孔容積およびメソ孔容積は，収率が低くなるに従って大きくなる傾向があり，それぞれの決定係数は高い値を示した。また，ミクロ孔分布およびメソ孔分布は，収率の違いにより，その分布のピーク値が大きい細孔側にシフトすることが分かった。更に，コンデンサ用活性炭において0.7nm前後のミクロ孔が静電容量の初期値を高める可能性を有することが分かった。
令和元年度は，市販活性炭に追加賦活を加え，細孔物性の異なる活性炭を作製し，それを用いた電気二重層キャパシタを試作，市販活性炭とともにコンデンサ性能を調べた。その結果，ミクロ孔分布は，追加賦活収率が低くなるに従って，分布が大きい細孔側にシフトすることが分かった。また，質量当たりの静電容量は0.8nm付近のミクロ孔が多い方が高い値を示した。更に耐久性試験の結果より，特定のメソ孔帯が静電容量を低下させ，内部抵抗を上昇させることが分かり，市販活性炭よりも高い性能を有するコンデンサ用活性炭の作製条件を見出すことができた。
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