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電極デザインの最適化による大電流スーパーキャパシタの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360347
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 反応工学・プロセスシステム
研究機関京都大学

研究代表者

河瀬 元明  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60231271)

研究分担者 井上 元  京都大学, 工学研究科, 助教 (40336003)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2011年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード電気二重層キャパシター / 速度性能 / 構造化電極 / イオン輸送 / イオンパス / モデル / 物質移動抵抗 / 粒子間空隙 / 混合電極 / 静電容量 / キャパシター / レート特性 / モデリング / 粒子間空隙内イオン輸送 / 複合電極 / 電極構造 / 炭素材料 / イオンチャネル / 高放電電流密度
研究概要

電気二重層キャパシターの速度性能は,イオン輸送抵抗によって低下する。電極厚さ方向にイオン輸送チャネルを形成した構造化電極を作製し,充放電特性の測定実験により速度性能の評価を行った。イオンパスとして円管状空孔を電極厚さ方向に設けたものと、多孔質体を電極厚さ方向にスリット状に挿入したものの2種類を提案し,高放電電流密度でのセル体積あたり静電容量が向上することを明らかにした。
また,必要な性能を発揮するスーパーキャパシター電極の設計に定量的指針を与えるために粒子内外の物質移動抵抗を考慮したモデル構築を行った。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 学会発表 (10件)

  • [学会発表] マクロ空隙を設けた電極構造による電気二重層キャパシターの速度性能改善2014

    • 著者名/発表者名
      河瀬 元明・平田 彩香・井上 元
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電極構造が電気二重層キャパシターの速度性能に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      宮崎崇・平田彩香・河瀬元明
    • 学会等名
      大阪府立大学
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2014-03-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電極構造が電気二重層キャパシターの速度性能に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      宮崎 崇・平田 彩香・河瀬 元明
    • 学会等名
      第16回化学工学会学生発表会(堺大会)
    • 発表場所
      大阪府立大学 中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マクロ空隙を設けた電極構造による電気二重層キャパシターの速度性能改善2014

    • 著者名/発表者名
      河瀬 元明・平田 彩香・井上 元
    • 学会等名
      化学工学会第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学 柳戸キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A New Structured Electrode with Through-Plane Microchannel for Improving Rate Performance of Electrical Double Layer Capacitor2013

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Hirata, Toshinori Okura, Akira Morimoto, Gen Inoue, Motoaki Kawase
    • 学会等名
      the 9th World Congress of Chemical Engineering (WCCE9), the 15th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE2013)
    • 発表場所
      Coex, Seoul, Korea
    • 年月日
      2013-08-22
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] A New Structured Electrode with Through-Plane Microchannel for Improving Rate Performance of Electrical Double Layer Capacitor2013

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Hirata, Toshinori Okura, Akira Morimoto, Gen Inoue, Motoaki Kawase
    • 学会等名
      the 9th World Congress of Chemical Engineering (WCCE9), the 15th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE2013)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structured EDLC Electrode with Through-Plane Microchannel2012

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Okura, Akira Morimoto, Gen Inoue, Motoaki Kawase
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME) 2012, 222nd Meeting of ECS
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center and the Hilton Hawaiian Village
    • 年月日
      2012-10-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロチャネルを形成した構造化電極による電気二重層キャパシタの速度性能向上2012

    • 著者名/発表者名
      大倉 才昇・守本 玲・井上 元・河瀬 元明
    • 学会等名
      化学工学会 第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-09-21
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 電極構造と電気二重層キャパシターの充放電特性の関係2012

    • 著者名/発表者名
      守本 玲・大倉 才昇・井上 元・河瀬 元明
    • 学会等名
      第14回化学工学会学生発表会
    • 発表場所
      山口県・宇部工業高等専門学校
    • 年月日
      2012-03-03
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロチャネルを形成した構造化電極による電気二重層キャパシタの速度性能向上2012

    • 著者名/発表者名
      大倉才昇
    • 学会等名
      化学工学会 第44回秋季大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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