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メタルフリーの有機化合物を利用した電気化学キャパシタ電極の超高容量化

研究課題

研究課題/領域番号 15K21478
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
有機・ハイブリッド材料
研究機関愛知工業大学

研究代表者

糸井 弘行  愛知工業大学, 工学部, 准教授 (40648789)

研究協力者 大澤 善美  愛知工業大学, 工学部, 教授 (80278225)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード電気化学キャパシタ / 多孔質炭素 / レドックス化合物 / 擬似容量 / 電気二重層キャパシタ / 無溶媒合成 / キノン誘導体 / 活性炭 / レドックスキャパシタ / メタルフリー
研究成果の概要

本研究では、無溶媒合成法を用いてレドックス化合物である2,5-ジクロロベンゾキノン(DCBQ)と多孔性カーボンブラックであるケッチェンブラック(KB)を複合化させ、高性能は電気化学キャパシタ電極を作製した。本手法は、KB粒子の体積が膨張することなく気相中で全てのDCBQがKBに吸着され、KBとDCBQの重量比を正確に制御できる。電気化学特性評価の結果から、KBの細孔内部に吸着したDCBQの疑似容量と、DCBQが未吸着のKBの二重層容量とを比較すると、DCBQの疑似容量の方が高い体積あたりの容量と急速充放電特性を示し、同時に長寿命特性が得られることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fine Dispersion of Pt4-5 Subnano-Clusters and Pt Single Atoms over Porous Carbon Supports and Their Structural Analyses with X-ray Absorption Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Itoi, Hirotomo Nishihara, Syunsuke Kobayashi, Somlak Ittisanronnachai, Takafumi Ishii, Raul Berenguer, Masashi Ito, Daiju Matsumura, Takashi Kyotani
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 121 号: 14 ページ: 7892-7902

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b00422

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrochemical Synthesis of Polyaniline in the Micropores of Activated Carbon for High-Performance Electrochemical Capacitors2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Itoi, Shinya Hayashi, Hidenori Matsufusa, Yoshimi Ohzawa
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 22 ページ: 3201-3204

    • DOI

      10.1039/c6cc08822h

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Solvent-free Preparation of Electrochemical Capacitor Electrodes Using Metal-free Redox Organic Compounds2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Itoi, Yuka Yasue, Keita Suda, Seiya Katoh, Hideyuki Hasegawa, Shinya Hayashi, Masanao Mitsuoka, Hiroyuki Iwata, Yoshimi Ohzawa
    • 雑誌名

      ACS Sustainable Chemistry and Engineering

      巻: 5 号: 1 ページ: 556-562

    • DOI

      10.1021/acssuschemeng.6b01947

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of heteroatoms in ordered microporous carbons on their electrochemical capacitance2016

    • 著者名/発表者名
      H. Itoi, H. Nishihara, T. Kyotani
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 32 号: 46 ページ: 11997-12004

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b02667

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Pseudocapacitance of Zeolite-Templated Carbon in Organic Electrolytes2015

    • 著者名/発表者名
      Khanin Nueangnoraj, Hirotomo Nishihara, Takafumi Ishii, Norihisa Yamamoto, Hiroyuki Itoi, Raúl Berenguer, Ramiro Ruiz-Rosas, Diego Cazorla-Amorós, Emilia Morallón, Masashi Ito, Takashi Kyotani
    • 雑誌名

      Energy Storage Materials

      巻: 1 ページ: 35-41

    • DOI

      10.1016/j.ensm.2015.08.003

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] CVD法によるリチウムイオン電池用負極炭素材料へのシリコンコーティングと構造評価および電気化学特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      恩徳拓哉,糸井弘行,大澤善美
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学 けやき会館
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学気相蒸着法を用いたリチウムイオン二次電池用負極材料SiO-各種導電助剤複合材料への熱分解炭素コーティング2016

    • 著者名/発表者名
      藤原大輔,糸井弘行,大澤善美
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学 けやき会館
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 活性炭のミクロ孔内で生成させたポリアニリンの酸化還元反応を利用した電気化学キャパシタ電極の高性能化2016

    • 著者名/発表者名
      林真也、松房秀紀、糸井弘行、大澤善美
    • 学会等名
      第43回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      千葉大学 けやき会館
    • 年月日
      2016-12-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of Heteroatom Effect in Ordered Microporous Carbons on Their Electrochemical Capacitance2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Itoi, Hirotomo Nishihara, and Takashi Kyotani
    • 学会等名
      2016 Autumn Meeting of Korean Carbon Society
    • 発表場所
      Inha University, 仁川, Korea
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 有機化合物を利用した電気化学キャパシタの高容量化2016

    • 著者名/発表者名
      糸井 弘行
    • 学会等名
      名工大–中部産総研共同研究セミナー講演会「ナノカーボンのエネルギー貯蔵デバイスへの応用と基礎科学」
    • 発表場所
      名古屋工業大学52号棟5214室
    • 年月日
      2016-01-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質炭素を担体とした複合材料のエネルギー貯蔵・触媒分野への応用2016

    • 著者名/発表者名
      糸井弘行
    • 学会等名
      第79回材料理化学セミナー
    • 発表場所
      大阪大学吹田キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質炭素に高分散させた均一な粒径を有する微小金属ナノ粒子のスピルオーバーを利用した水素貯蔵特性の考察2015

    • 著者名/発表者名
      三岡雅尚,糸井 弘行,大澤 善美
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス100周年記念記念館
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 化学蒸着法を用いたリチウムイオン電池用シリコン系負極の作製と評価2015

    • 著者名/発表者名
      小田 和誠, 糸井 弘行,大澤 善美
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス100周年記念記念館
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 多孔質炭素の細孔内部における導電性ポリマーの重合の検討と電気化学特性の考察2015

    • 著者名/発表者名
      林 真也,三岡 雅尚,糸井 弘行,大澤 善美
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス100周年記念記念館
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスCVI法による熱分解炭素薄膜をコー ティングしたSiOの構造と電気化学特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 大輔,糸井 弘行,大澤 善美
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス100周年記念記念館
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] レドックス化合物を利用した電気化学キャパシタの高容量化2015

    • 著者名/発表者名
      糸井 弘行,三岡雅尚,林 真也,大澤 善美
    • 学会等名
      第42回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス100周年記念記念館
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Enhancement of Electrochemical Capacitance in Porous Carbons with Redox Organic Molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Itoi, Masanao Mitsuoka, Yoshimi Ohzawa
    • 学会等名
      Carbon 2015
    • 発表場所
      International Congress Center Dresden, German
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 全固体電池のイオン電導性向上技術と材料、製造プロセスの開発2017

    • 著者名/発表者名
      糸井弘行(共著)
    • 総ページ数
      475
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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