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酸化物電極による電気化学キャパシタの抜本的大容量化

研究課題

研究課題/領域番号 10450321
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業物理化学
研究機関信州大学

研究代表者

高須 芳雄  信州大学, 繊維学部, 教授 (50035078)

研究分担者 杉本 渉  信州大学, 繊維学部, 助手 (20313843)
村上 泰  信州大学, 繊維学部, 助教授 (90219907)
研究期間 (年度) 1998 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1999年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1998年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワードキャパシタ / 酸化ルテニウム / 酸化モリブデン / 酸化バナジウム / 電気二重層 / 活性炭 / 静電容量 / カルシウム / 電気化学キャパシタ / カーボンブラック / スーパーキャパシタ / 炭素 / 擬似二重層容量 / 酸化物電極
研究概要

1、酸化ルテニウムと安価な金属との2元系酸化物電極の開発
塗布法にて作製したRu-V-O/Ti,Ru-Ca-O/Ti,Ru-Mo-O/Ti電極では、酸化ルテニウム粒子が非常に微細になるだけでなく、V、Ca、Moなどと一部複合化して安定化し、しかも水素イオンを吸着・吸収-脱離できる電極(最高で350Fg^<-1>)になることを発見した。
2、金属酸化物電極の表面積増加法(5種)の開発
(1)塗布法の塗布液に炭酸水素アンモニウムなどの塩触媒を添加すると、結晶核が増加して金属酸化物が超微粒子となり、結果として表面積が大きくなる。(2)塗布法において、2元、3元系にすると、互いの金属酸化物結晶子の成長が抑制されたり複合化して表面積が大きくなる。(3)塗布法において、主金属種の塗布液に希土類元素を添加し、焼成して酸化物にした後に酸にて希土類のみを溶解除去すると、多孔化して表面積が大きくなる。(4)ゾル-ゲル法にて金属酸化物超微粒子を作製する際に、炭酸アンモニウムを添加すると、触媒作用とpHの安定化のため、酸化物は超微粒子となり表面積が増大する。(5)酸化物をKOHで溶融してカリウムイオンが入った層状化合物とし、そのあとでカリウムイオンをプロトンで置換すると水素イオンが出入りし易い層状物質になり、プロトン吸収型のキャパシタ用電極になることを実証した。
3、貴金属を用いないTi-V-W-O/Ti系電極の開発
安価な金属種でも容量の大きな酸化物被覆電極(〜100Fg^<-1>)になることを発見した。
4、金属酸化物と活性炭との複合化
活性炭にMoOxを含浸担持した場合には、静電容量が約40%向上することを見出した。

報告書

(4件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] Y.Takasu,C.Matsuo,T.Ohnuma,M.Ueno,Y.Murakami: "Extrely high pseudocapacitance of RuO_2 highly dispersed on a glassy Carbon"Chem.Lett.. 1235-1236 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,T.Nakamura,Y.Murakami: "Dip-coated Ru-Mo-O/Ti electrodes for electrochemical capacitors"Chem.Lett.. 1215-1216 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,S.Mizutani,M.Kumagai,S.Sawaguchi,Y.Murakami: "Ti-V-W-O Oxide Electrodes as New Candidates for Electrochemical Capacitors"Electrochem.Solid-State Lett.. 2. 1-2 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,T.Ohnuma,W.Sugimoto,Y.Murakami: "Pseudocapacitance of Molybdenum Oxide Particles Highly Dispersed on Glassy Carbon"Electrochemistry. 67. 1187-1188 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,Y.Murakami: "Design of Oxide Electrodes with Large Surface Area"Electrochim.Acta. 45. 4135-4141 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,T.Ohnuma S.Mizutani,W.Sugimoto,Y.Murakami: "Effects of the Calcium on the Peudocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochemistry. (印刷中)(掲載決定).

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須芳雄、荒又明子,堀善夫: "電極触媒科学の新展開"北海道大学図書刊行会. 350 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, C.Matsuo, T.Ohnuma, M.Ueno, Y.Murakami: "Extremely High Pseudocapacitance of RuO_2 Highly Dispersed on A Glassy Carbon"Chem.Lett.. 1235-1236 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, T.Nakamura, Y.Murakami: "Dip-coated Ru-Mo-O/Ti Electrodes for Electrochemical Capacitors"Chem.Lett.. 1215-1216 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, S.Mizutani, M.Kumagai, S.Sawaguchi, Y.Murakami: "Ti-V-W-O Oxide Electrodes as New Candidates for Electrochemical Capacitors"Electrochem. Solid-State Lett.. Vol.2. 1-2 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, T.Ohnuma, W.Sugimoto, Y.Murakami: "Pseudocapacitance of Molybdenum Oxide Particles Highly Dispersed on Glassy Carbon"Electrochemistry. Vol 67. 1187-1188 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, Y.Murakami: "Design of Oxide Electrodes with Large Surface Area"Electrochim. Acta. Vol.45. 4135-4141 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, T.Ohnuma, S.Mizutani, W.Sugimoto, Y.Murakami: "Effects of the Calcium on the Pseudocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochemistry. (accepted for publication).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto, Y.Takasu: ""Large-Capacitance-Electrochemical Capacitors with Metal Oxides" (review Article)"Hyomen (Surface). Vol.38. 452-459 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, A.Aramata, Y.Hori Eds.: "New Trends in Electrocatalyst Science"Hkkaido Univ. Publishing. 350 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu,Y.Murakami: "Design of Oxide Electrodes with Large Surface Area"Electrochem.Acta. 45. 4135-4141 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 杉本渉,高須芳雄: "金属酸化物を用いた大容量電気化学キャパシタ"表面. 38. 452-459 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takasu,T.Ohnuma,S.Mizutani,W.Sugimoto,Y.Murakami: "Effects of Calcium on the Pseudocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochemistry. (印刷中)(掲載決定).

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄,荒又明子,堀善夫: "電極触媒科学の新展開"北海道大学図書刊行会. 350 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Takasu, T. Ohnuma ら他2名: "Pseudocapacitance of Molybdenum Oxide Particles Highly Dispersed on Glassy Carbon Surface"Electrochemistry. 67・12. 1187-1188 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshio Takasu, Yasushi Murakami: "Design of Oxide Electrodes with Large Surface Area"Electrochimica Acta. (掲載決定).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "Dip-Coated Ru-Mo-O/Ti Electrodes for Electrochemical Capacitors" Chemistry Letters. No.12. 1215-1216 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "Extremely High Pseudo-Capacitana of RuO_2 Highly Dispersed or Glassy Carbon" Chemistry Letters. No.12. 1235-1236 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "Ti-V-W-O/Ti Oxide Electrodes as Candidates for Electrochemical Capacitors" Electrochemical and Solid-State Letters. 2(1). 1-2 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "金属酸化物を用いた電気化学キャパシタ (解説論文)" 電気化学および工業物理化学. 66(9). 891-895 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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