2020 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of pseudocapacitive material complexed with graphene oxide for supercapacitor
| Project/Area Number |
18F18369
|
|---|
| Research Institution | Hirosaki University |
|---|
Principal Investigator |
官 国清 弘前大学, 地域戦略研究所, 教授 (90573618)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
PATIL AMAR 弘前大学, 地域戦略研究所, 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-11-09 – 2021-03-31
|
| Keywords | スーパーキャパシタ / 擬似容量性電極材料 / エネルギー密度 / パワー密度 / サイクル安定性 / 非対称スーパーキャパシタ装置 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
スーパーキャパシタ用擬似容量性電極材料のエネルギー密度及び長期サイクル安定性の改善に向けて、本年度では便利なドロップキャスティング法を用いて、優れた金属伝導性、親水性表面および表面酸化還元特性を有するTi3C2Tx-MXene疑似容量電極材料をフレキシブル酸処理炭素繊維（ACF）に担持し、Ti3C2Tx/ACF負極を得られた。4 mA/cm2で246.9 F/g (197.5 mF/cm2)の優れた比静電容量、5000回の充電/放電サイクルで96.7％の容量保持を示した。一方、2D rGOは、簡単なディップドライプロセスによってACFに堆積されだ後、水熱法を用いてスピネルNiCo2O4ナノスパイクをrGO/ACFに更に担持し、電池型のNiCo2O4@rGO/ACF正極が得られた。その電極は3 mA/cm2で1487 F/g (458.3 mA h/g)の比静電容量、10000回の充電/放電サイクルで88.2％のサイクル安定性を示した。さらに、広い電圧ウィンドウを備えた負極側に疑似容量性材料Ti3C2Tx/ACFを使用し、電気化学的活性が高い正極側に電池型のNiCo2O4@rGO/ACFを使用し、柔軟な全固体ハイブリッドスーパーキャパシタ（FHSC）デバイスを組立し、5 mA/cm2の電流密度で2.32 F/cm3 (141.9 F/g)の優れた体積静電容量、44.36 Wh/kg (0.72 mWh/cm3)の高いエネルギー密度、985 W/kg (16.13 mW/cm3) パワー密度、4500回の充電/放電サイクルで90.48％のサイクル安定性を達した。したがって、疑似容量性材料Ti3C2Tx/ACF負極は炭素ベースの電極を代わる可能性があり、それを電池型NiCo2O4@rGO/ACF正極と組み合わせると、スーパーキャパシタのエネルギー密度を強化することを可能になる。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
