1.逆オパール型炭素材料の基礎物性評価 逆オパール型炭素材料の作製条件と基礎物性(SEM観察、窒素吸着測定、X線回折、反射スペクトル)の検討をおこなった。この炭素材料は規則的なマクロ孔を有するだけでなく、メソ孔やマイクロ孔を有することがわかった。単位重量あたりの表面積は、鋳型の径が小さくなるにつれて、大きくなることがわかった。X線構造解析からは、本炭素材料は非常にアモルファスな炭素であることがわかった。電極に用いるための電子伝導性も十分に確保できていることも確認された。 2.逆オパール型炭素材料の電気化学的評価 三極式セルを用いて、各種電気化学測定を行った。従来の電解質系だけでなく新規な電解質(イオン液体やイオンゲル)を用いて検討した。細孔のサイズ(nmからμm)が異なる数種類の逆オパール炭素材料を電極用いた各種電気化学測定から、電極構造、表面積の観点から三次元規則配列を有する界面の電子移動反応挙動メカニズムを解析した。 本検討により、逆オパール炭素電極は大きな電気二重層容量を形成することがわかった。また大きな電子移動反応を実現することもわかった。特に、リチウムイオンの高速充放電挙動において、従来の炭素電極では実現できない大きな容量を有することもわかった。 これらの知見を踏まえ正極に活性炭、負極に逆オパール炭素を電極にしたリチウムイオンキャパシタを作製した。その容量・出力ともに負極がグラファイトの場合よりも優れていることがわかった。
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