| 研究課題/領域番号 |
19K05596
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分35020:高分子材料関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
野原 愼士 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (40326278)
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| 研究分担者 |
宮武 健治 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50277761)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 電気化学キャパシタ / アニオン導電性高分子電解質膜 / 電気二重層キャパシタ / 活性炭電極 / マンガン酸化物電極 / 酸化マンガン系電極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、電気二重層キャパシタ（EDLC）に燃料電池用アニオン（OH－）導電性高分子電解質膜を応用し、その革新的全固体型EDLCの実現可能性を実証していく。本学で開発した世界トップクラスの性能を有するアニオン導電性高分子電解質膜を用いてEDLCを構築し、そのセル性能（容量、レート特性、サイクル寿命など）を評価するとともに、さらなる最適な電解質／電極界面構造や高分子構造を設計し、実証していく。また、アニオン導電性高分子電解質膜を酸化マンガン系電極と活性炭電極を組み合わせたハイブリッド（非対称）キャパシタにも応用し、新規全固体型2V超級ハイブリッドキャパシタの実現可能性も検証する。
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| 研究成果の概要 |
燃料電池用アニオン導電性高分子電解質膜を用いた革新的な電気化学キャパシタの構築を目的として、電解質膜の膜厚や活性炭電極との界面構造が電気二重層キャパシタ（EDLC）セルの電気化学特性に及ぼす影響について検討した。その結果、膜厚20μmの電解質膜を用いて電極／電解質界面構造を最適化することにより、KOH電解液を用いたセルよりも優れたレート特性および低減されたセル抵抗を有するEDLCセルの構築に成功した。さらに、この電解質膜は活性炭電極とMn-Ni酸化物固溶体電極から成る2.5V級非対称キャパシタにも適用可能であることが明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、電気化学キャパシタの全固体化あるいは擬固体化といった研究分野の発展に寄与するだけでなく、燃料電池および電気化学キャパシタ（スーパーキャパシタ）の両分野において電解質や電極材料の選択肢が増え、これらの研究分野の発展を加速させることができる。このことは、将来のカーボンミュートラル社会の実現に向け、蓄電デバイスの高性能化、多様化にもつながり、その点で非常に大きな社会的意義を有している。
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