| 研究課題/領域番号 |
17H03123
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
白石 壮志 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (40292627)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | キャパシタ / 活性炭電極 / シームレス / 耐久性 / 低消費電力・高エネルギー密度 / 無機工業化学 / 省エネルギー / ナノ材料 |
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| 研究成果の概要 |
耐電圧に優れた炭素ナノ細孔体電極の開発は、電気化学キャパシタの高耐電圧化・高エネルギー密度化にとって極めて重要である。
本研究では、粒子界面が存在しないシームレス構造を有する活性炭電極（シームレス活性炭）に注目した。高電圧充電に伴う電極の細孔閉塞、内部抵抗上昇等に着目して、容量劣化メカニズムを解明しつつ、電極の細孔構造・結晶性・表面化学状態・電極三次元構造を制御した。その結果、かさ密度を高めたシームレス活性炭電極に窒素ドープならびに金属酸化物被覆を施すことが有望であることを明らかにした。したがって、本研究によりキャパシタ用「超安定性カーボン電極」を開発するための基礎的知見が得られたと言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気化学キャパシタの一つである電気二重層キャパシタは1970年代から実用化されている大容量コンデンサであるが、再生可能エネルギーの貯蔵ならびに自動車用電源にも応用できるため近年非常に注目されている。電気二重層キャパシタが今後さらに普及するためには容量の増大だけでなく耐電圧（高い電圧での充電に対する耐久性）を改善して信頼性を高める必要がある。本研究では、粒子界面が存在しないシームレス構造を有する新規な活性炭電極（シームレス活性炭）の表面の化学状態を制御した結果、優れた耐電圧を有するEDLCを実現するための足がかりを得ることができた。
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