| 研究課題/領域番号 |
21K05701
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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40020:木質科学関連
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| 研究機関 | 弘前大学 |
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研究代表者 |
廣瀬 孝 弘前大学, 教育学部, 准教授 (40556982)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 活性炭 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者らは，活性炭物性とキャパシタ性能との関係を明らかにするため，ガス吸着用を「追加」賦活し，４種類の斬新的な細孔分布を有する活性炭を作製，耐久性試験（85℃・4500時間）を行った。その結果，１）４種の中で2.1～8.1nm間の孔が少ない活性炭は，静電容量の低下が少なく，２）市販のキャパシタ用よりも4.3～12.1nm間の孔が多い活性炭は，内部抵抗が上昇・悪化しづらいことが分かった。
本研究は，メソ孔に立脚したりんご剪定枝活性炭によるキャパシタの耐久性を評価し，メソ孔分布と性能との関係を解明，高耐久性キャパシタ用活性炭を創製することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究は，長時間使用に伴う電解液の分解等に起因する静電容量の低下や内部抵抗の上昇・悪化が課題となっている電気二重層キャパシタの耐久性向上に関するものである。研究代表者らは，活性炭物性とキャパシタ性能との関係を明らかにするため，ガス吸着用を「追加」賦活し，４種類の斬新的な細孔分布を有する活性炭を作製，耐久性試験（85℃・4500時間）を行った。その結果，１）４種の中で2.1～8.1nm間の孔が少ない活性炭は，静電容量の低下が少なく，２）市販のキャパシタ用よりも4.3～12.1nm間の孔が多い活性炭は，内部抵抗が上昇・悪化しづらいことが分かった。次に，メソ孔の生成を特徴とするりんご剪定枝から活性炭を作製，評価を行った。本研究ではメソ孔に立脚したりんご剪定枝活性炭によるキャパシタの耐久性を評価し，メソ孔分布と性能との関係を解明，高耐久性キャパシタ用活性炭を創製することを目的としている。
令和５年度はメソ孔分布と性能との関係を検討し，性能に影響を及ぼす範囲の絞り込みを行う事ができた。
全体を通して，4.0～5.5時間の賦活時間で作製したりんご剪定枝活性炭を用いて電気二重層キャパシタを試作し，市販活性炭とともに細孔物性やキャパシタ性能を比較検討した。その結果，比表面積とミクロ孔容積は市販活性炭より小さく，メソ孔容積は市販活性炭より高い値を示した。電極単位容積当たりの静電容量は，りんご剪定枝活性炭の中では4.5時間と5.0時間が高い値を示し，市販活性炭と同等の値を示した。また，内部抵抗はいずれのりんご剪定枝活性炭も市販活性炭よりも低い値を示した。耐久性試験の結果，静電容量は4.5時間と5.0時間の容量低下が小さかった。一方，内部抵抗は4.5時間以上が市販活性炭と同等か小さい値を示した。これよりりんご剪定枝から高耐久性キャパシタ用活性炭作製の可能性を見出すことができた。
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