2013 Fiscal Year Annual Research Report
セルロースのナノ構造を生かした革新的エネルギーデバイス用カーボンペーパーの作製
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23560800
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
宮嶋 尚哉 山梨大学, 機器分析センター, 准教授 (20345698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
棚池 修 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20415706)
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| Keywords | ナタデココゲル / カーボンペーパー / 電気化学キャパシタ |
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| Research Abstract |
本研究は，電気化学キャパシタ用の電極作製において，疑似容量を与える活物質の一つである金属酸化物との複合化と，内部抵抗を軽減するためのバインダレス成形化を同時に達成するようなカーボン電極部材を創出することを目的とする。また，そのプロセス開発を確立することを最終目標としている。
昨年度において，出発原料であるナタデココゲルとの複合化に用いた金属種の中でもマンガン塩との組み合わせによって得られたカーボンは，マンガン酸化物による疑似容量の発現・増加が顕著であり，合わせてペーパー成形も容易であるという結果を得た。その一方で，本手法のカーボンペーパー作製方法では，金属塩担持量の制御が難しく，炭素体の本来の細孔特性を大きく損ねてしまうという課題も生じた。そこで今年度は，より高密度，高比表面積，高金属分散性の試料特性を付与したカーボンペーパーを得ることを目的として，ナタデココに含浸させる金属塩の選択や成型方法を工夫することで合成条件の最適化を試みた。その結果，金属塩水溶液含浸後のプレ成型について，乾燥方法に凍結乾燥を用い，さらにプレス機にて前駆体の緻密化を図ったところ，これまでより金属酸化物の担持量と炭素体の多孔度を容易に制御でき，担持酸化物による疑似容量の効果も向上する結果が得られた。
研究期間全体を通じて，研究初期の段階で金属酸化物を担持したバインダレスカーボンペーパーの作製法の妥当性を確認できた。引き続き，金属種の絞り込みや複合化法について精査した結果，疑似容量の増加に重要な諸条件について明らかにすることができた。
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