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金属酸化物系スーパーキャパシタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12793003
研究種目

地域連携推進研究費

配分区分補助金
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, 線維学部, 教授 (50035078)

研究分担者 鵜沢 滋  ルビコン(株), 研究総括部, 部長
杉本 渉  信州大学, 線維学部, 助手 (20313843)
村上 泰  信州大学, 線維学部, 助教授 (90219907)
古畑 肇  長野県工業試験場, 無機材料部, 技師
若林 信一  新光電気工業(株)基盤技術研究所, 所長
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
18,500千円 (直接経費: 18,500千円)
2002年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2001年度: 9,500千円 (直接経費: 9,500千円)
キーワード酸化バナジウム / 酸化ルテニウム / 電気化学キャパシタ / スーパーキャパシタ / 擬似二重層容量 / 酸化モリブデン / 活性炭 / メソポーラスカーボン / カルシウム / キャパシタ / 静電容量
研究概要

1、非貴金属酸化物系電極材料
酸化チタンと酸化バナジウムを複合化した電極材料を合成し、市販の炭素材料に匹敵する質量換算容量(100F/g)を達成した。この電極材料の表面電荷量は0.4mC/cm2を越え、既存電極材料の中でももっとも高い表面活性を有することがわかった。また。酸化モリブデンを活性炭に担持したところ、硫酸水溶液中ではキャパシタンスは32%向上した。
2、貴金属酸化物系電極
酸化ルテニウムと酸化バナジウムを複合化した高比表面積化電極材料を創製し、さらに導電性炭素の添加効果、メカニズム解明を検討した。酸化ルテニウムの質量換算は最大で1200F/gを達成し、導電性炭素材料の添加により急速充放電用途にも適用可能な電極材料であることを見出した。これは既存の超微粒子酸化ルテニウム系材料の20倍以上、非晶質水和酸化ルテニウムと比較しても1.7倍の容量であり、世界最大容量を達成した。
3、地域連携拡充に関する成果
各組織間の情報交換を行うほか、研究打ち合わせ、及び下記の共同実験を実施し、地域連携推進を進めた。
1)ルビコン(株)との主な共同実験:酸化モリブデンを担持した活性炭を電極として、有機電解液中で分極特性を評価したが、静電容量に対する酸化物添加効果はなかった。
2)新光電気工業(株)との主な共同実験:信州大学にて作製した酸化ルテニウム系電極の表面分析(SAM,EPMA)により、ルテニウムの偏析状態を明らかにした。また、電気化学スーパーキャパシタを電子回路に組み込む際に求められる条件(耐熱性、容量、サイズ)についてディスカッションをした。
3)長野工業試験場との主な共同実験:信州大学で作製した酸化イリジウム系電極の表面分析(SAM)により、イリジウムの偏析状態を明らかにした。また、酸化物電極の表面構造についてディスカッションした。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (51件)

  • [文献書誌] W.Sugimoto, et al.: "Preparation of Ruthenic Acid Nanosheets and Utilization of Its Interlayer Surface for Electrochemical Energy Storage"Angew.Chem.Int.Ed.. 42. 4092-4096 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須芳雄: "自動車に,ICに!・・電気化学スーパーキャパシタ"化学. 58. 56-57 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto, et al.: "Electrochemical Supercapacitor Properties of RuO_2-based Crystalline Material"Micropower and Microdevices : ECS Proc.. PV 2002-25. 87-94 (2002)

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  • [文献書誌] W.Sugimoto, et al.: "Charge Storage Capabilities of Rutile-Type RuO_2-VO_2 Solid Solution for Electrochemical Supercapacitors"Electrochem.Solid-State Lett.. 5. A170-A172 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, et al.: "Development of Oxide Electrodes for Electrochemical Supercapacitors"Proc.Electrochem.Soc."Electrochemical Capacitor and Hybrid Power Sources"(Ed.R.J.Brodd, D.H.Doughty, J.H.Kim, M.Morita, K.Naoi, G.Nagasubramanian, C.Nanjundiah). 2002-7. 107-115 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto, et al.: "Electrochemical Supercapacitor Properties of RuO_2-based Crystalline Material"Micropower and Microdevices ; ECS Proc.. PV 2002-25. 87-94 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須芳雄: "金属酸化物電極を用いる新しいスーパーキャパシタの開発"化学工業. 53. 178-184 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu, et al.: "Effect of the addition of Calcium on the Pseudocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochemistry. 69. 493-494 (2001)

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  • [文献書誌] W.Sugimoto, et al.: "Molybdenum Oxide/Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"Electrochem.Solid-State Lett.. 4. A145-A147 (2001)

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  • [文献書誌] T.Ohnuma, et al.: "Molybdenum Oxide/Activated Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"Advanced Batteries and Super Capacitors. ECS PV 2001-21. 641-647 (2001)

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  • [文献書誌] 高須芳雄: "金属酸化物電極を用いるスーパーキャパシタ"化学総説. 49. 226-229 (2001)

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  • [文献書誌] 杉本 渉, ほか: "金属酸化物を用いる新しいエネルギー貯蔵法:電気化学キャパシタ"粉体工学会誌. 38. 876-882 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Takasu, et al.: "Design of Oxide Electrodes with Large Surface Area"Electrochim.Acta. 45. 4135-4141 (2000)

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  • [文献書誌] 杉本 渉, ほか: "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)

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  • [文献書誌] 高須芳雄: "大容量電気二重層キャパシタ技術と材料II(第7章2節,第7章7節)"シーエムシー出版. 345 (2003)

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  • [文献書誌] 高須芳雄, ほか: "大容量電気二重層キャパシタの最前線(電子とイオンの機能化学シリーズVol.2) (田村英雄監修、松田好晴、高須芳雄、森田昌行編著)第3章1節"エヌ・ティー・エス. 373(143-161) (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高須芳雄: "大容量電気二重層キャパシタの最前線(電子とイオンの機能化学シリーズVol.2) (田村英雄監修、松田好晴、高須芳雄、森田昌行編著)第3章2節"エヌ・ティー・エス. 373(162-198) (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 杉本 渉, ほか: "電極触媒科学の新展開(高須芳雄、荒又明子、堀善夫編著)"北海道大学図書刊行会. 350(143-159) (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 杉本 渉, ほか: "電気化学キャパシタ-基礎・材料・応用-、B.E.Conway原著、直井勝彦、西野 敦、森本 剛 監訳代表(分担監訳、翻訳)"エヌ・ティー・エス. 559(211-242,491-499) (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "Preparation of Ruthenic Acid Nanosheets and Utilization of Its Interlayer Surface for Electrochemical Energy Storage"Angew. Chem. Int. Ed.. 42. 4092-4096 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: ""Electrochemical Supercapacitors for Vehicles and IC" (in Japanese)"Kagaku (Chemistry). 58. 56-57 (2003)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "Charge Storage Capabilities of Rutile-Type RuO_2-VO_2 Solid Solution for Electrochemical Supercapacitors"Electrochem. Solid-State Lett.. 5. A170-A172 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "Development of Oxide Electrodes for Electrochemical Supercapacitors"ECS Proc. "Electrochemical Capacitor and Hybrid Power Sources". PV2002-7. 107-115 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "Electrochemical Supercapacitor Properties RuO_2-based Crystalline Material"ECS Proc. "Micropower and Microdevices". 2002-25. 87-94 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "Electrochemical Supercapacitor Properties RuO_2-based Crystalline Material"ECS Proc. "Micropower and Microdevices". 2002-25. 87-94 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: ""Development of New Supercapacitors with Metal Oxide Electrodes" (in Japanese)"Chemical Ind.. 53. 178-184 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "Effects of the addition of Calcium on the Pseudocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochemistry. 69. 493-494 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "Molybdenum Oxide/Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"Electrochem. Solid-State Lett.. 4. A145-A147 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ohnuma: "Molybdenum Oxide/Activated Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"ECS Proc. "Advanced Batteries and Super Capacitors". PV2001-21. 641-647 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: ""Supercapacitors with Metal Oxide Electrodes" (in Japanese)"Kagaku Sosetsu. 49. 226-229 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: "New Energy-Storage Method Using Metal Oxides : Electrochemical Capacitors" (in Japanese)"Huntai Kogakkai-shi. 38. 876-882 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "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(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: ""High Capacitance Electrochemical Supercapacitors" (in Japanese)"Hyomen. 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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "The Front of the Development of High Capacitance Electric Double Layer Capacitors"NTS Publishers. 143-161 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Takasu: "The Front of the Development of High Capacitance ElectricDouble Layer Capacitors"NTS Publishers. 162-198 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: ""New Development of Electrocatalysis Science" (in Japanese)"Hokkaido Univ. Publishers. 143-159 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto: ""Electrochemical Capacitors : Scientific Fundamentals, Materials, Applications" Translated form "Electrochemical Supercapacitors" (Ed. by Conway)"NTS Publishers. 211, 491-242, 499 (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
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.Sugimoto, T.Shibutani, Y.Murakaimi, Y.Takasu: "Charge Storage Capabilities of Rutile-Type RuO2-V02 Solid Solution for Electrochemical Supercapacitors"Electrochem. Solid-State Lett.. 5(7). A170-A172 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Ohnuma, W.Sugimoto, Y.Murakami, Y.Takasu: "Molybdenum Oxide/Activated Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"Advanced Batteries and Super Capacitors (Electrochemical Society Proceedings). PV2001-21(in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takasu, M.Shimizu, T.Shibutani, T.Ohnuma, W.Sugimoto, Y.Yamamoto: "Developement of Oxide Electrodes for Electrochemical Supercapacitors"Advances in Electrochemical Capacitors and Hybrid Power Systems (Electrochemical Society Proceedings). PV2002-7. 107-115 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] W.Sugimoto, T.Shibutani, Y.Murakami, Y.Takasu: "Electrochemical Supercapacitor Properties of RuO2-based Crystalline Material"Micropower and Microdevices (Electrochemical Society Proceedings). (in press).

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "大容量電気二重層キャパシタ技術と材料II(第7章2節、第7章7節担当)"シーエムシー出版(2003). 345 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takasu et al.: "Effects of the Addition of Calcium on the Psuedocapacitance of Ruthenium Oxide Electrodes"Electrochem. 69(6). 493-494 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 杉本 渉: "金属酸化物を用いる新しいエネルギー貯蔵法:電気化学キャパシタ"粉体工学会誌. 38(12). 876-887 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] W.Sugimoto et al.: "Molybdenum Oxide/Carbon Composite Electrodes as Electrochemical Supercapacitors"Electrochem. Solid-State Lett.. 4(9). A145-A147 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "金属酸化物電極を用いるスーパーキャパシタ(学会出版センター)"季刊 化学総説 新型電池の材料化学(日本化学会編). 49. 226-229 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 高須芳雄: "金属酸化物電極を用いる新しいスーパーキャパシタの開発"化学工業. 53(2). 178-185 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 監修, 松田, 高須, 森田, 編著: "大容量電気二重層キャパシタの最前線(第3章第1節、第2節担当)"エヌ・ティー・エス. 373 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Takasu.T Ohnuma,S.Mizutani,W.Sugemoto Y.Murakami: "Effects of the 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] 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] 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

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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