電気二重層キャパシタ電極用もみ殻由来高密度マイクロ・メソポーラス活性炭の開発

• 研究課題/領域番号: 24686035
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 熊谷 誠治 秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00363739)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円); 2012年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 電気二重層キャパシタ / 活性炭 / 電極 / 蓄電 / もみ殻 / 電解液 / 多孔体

研究成果の概要

もみ殻中に天然にナノレベルで分散するシリカを溶脱し，糖を添加剤として利用することで，電気二重層キャパシタの電極に適したマイクロ・メソポーラス活性炭を開発した。電解液として有機系電解液およびイオン液体を用いた場合，開発したもみ殻由来活性炭は，市販の樹脂由来活性炭より優れた蓄電性能を示した。インピーダンス分析を行うことで，活性炭の細孔構造とその容量抵抗特性との相関が明確になった。

研究成果

• [雑誌論文] Microporous Activated Carbons from Used Coffee Grounds for Application to Electric Double-Layer Capacitors (2014)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Tashima, Yoshihiro Hamasuna, Daisuke Mishima, Seiji Kumagai, John D. W. Madden
  • 雑誌名: IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering 巻: 9 号: 4 ページ: 343-350
  • DOI: 10.1002/tee.21978
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Pore Structure and Type of Electrolyte on the Capacitive Performance of Activated Carbons Used in Electrical Double-layer Capacitors (2014)
  • 著者名/発表者名: Seiji Kumagai, Koji Mukaiyachi, Masashi Sato, Nobuhito Kamikuri, Daisuke Tashima
  • 雑誌名: Proceedings of 2014 International Symposium on Electrical Insulating Materials 巻: - ページ: 511-514
  • DOI: 10.1109/iseim.2014.6870831
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrical Double-layer Capacitance of Micro- and Mesoporous Activated Carbon Prepared from Rice Husk and Beet Sugar (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumagai, S., Sato, M., Tashima, D.
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 114 ページ: 617-626
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2013.10.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Porous Structure in Activated Carbon Electrode on the Capacitance of Electric Double Layer Capacitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Kumagai, S. , Fujii, Y. , Sato, M.
  • 雑誌名: The International Conference on Electrical Engineering
• [学会発表] もみ殻活性炭のリチウムイオンキャパシタ正極としての性能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 熊谷誠治，澤直樹，石川智也，佐藤正志，田島大輔
  • 学会等名: 平成27年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京都市大学世田谷キャンパス（東京都・世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] もみ殻活性炭を用いた電気二重層キャパシタのインピーダンス分析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 向谷地晃司，熊谷誠治，佐藤正志，田島大輔
  • 学会等名: 平成27年電気学会全国大会
  • 発表場所: 東京都市大学世田谷キャンパス（東京都・世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] 異なる種類の有機系電解液におけるもみ殻由来活性炭のキャパシタ特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 熊谷誠治，田島大輔
  • 学会等名: 第41回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 大野城まどかぴあ（福岡県・大野城市）
  • 年月日: 2014-12-08
• [学会発表] 電気二重層キャパシタにおける電極活性炭の塗工厚と比容量の関係 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向谷地晃司，飛沢佳亮，石川智也，熊谷誠治，佐藤正志
  • 学会等名: 平成26年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 山形大学工学部（山形県・米沢市）
  • 年月日: 2014-08-21
• [学会発表] 電気二重層キャパシタのインピーダンス特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 向谷地晃司，熊谷誠治，佐藤正志
  • 学会等名: 日本素材物性学会平成26年度（第24回）年会
  • 発表場所: 秋田ビューホテル（秋田県・秋田市）
  • 年月日: 2014-06-26
• [学会発表] もみ殼由来マイクロ・メソポーラス活性炭の電気化学特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 熊谷誠治, 三浦佑介, 佐藤正志, 三島大輔, 浜砂喜裕, 田島大輔
  • 学会等名: 平成25年電気学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋市)
  • 年月日: 2013-03-22
• [学会発表] もみ殼由来活性炭の電気二重層キャパシタ特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 熊谷誠治, 三浦佑介, 佐藤正志, 三島大輔, 浜砂喜裕, 田島大輔
  • 学会等名: 第39回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター(長野市)
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] 水系および有機系電解液における電気二重層キャパシタ用電極材料の静電容量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦佑介, 熊谷誠治, 佐藤正志
  • 学会等名: 平成24年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 秋田大学(秋田市)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] もみ殼に由来する電気二重層キャパシタ用電極材料の特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三浦佑介, 熊谷誠治, 佐藤正志
  • 学会等名: 平成24年度電気関係学会東北支部連合大会
  • 発表場所: 秋田県立大学(由利本荘市)
  • 年月日: 2012-08-31
• [学会発表] Materials Properties and Electrochemical Performance of Micro- and Mesoporous Activated Carbon Produced from Agricultural Waste of Rice Husk
  • 著者名/発表者名: Kumagai, S., Miura, Y., Sato, M., Kamikuri, N., Hamasuna, N., Tashima, D.
  • 学会等名: 17th International Symposium on Intercalation Compounds
  • 発表場所: 仙台国際センター
• [学会発表] もみ殻に由来するカーボン系機能性材料の開発
  • 著者名/発表者名: 熊谷誠治
  • 学会等名: 第14回エコカーボン研究会
  • 発表場所: 福島大学
  • 招待講演
• [学会発表] 電気二重層キャパシタ用電極材料の細孔特性と静電容量の関係
  • 著者名/発表者名: 三浦佑介，熊谷誠治，佐藤正志，浜砂喜裕，上栗伸仁，田島大輔
  • 学会等名: 平成25年電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [産業財産権] 電気化学キャパシタ (2013)
  • 発明者名: 熊谷誠治
  • 権利者名: 秋田大学
  • 産業財産権番号: 2013-037085
  • 出願年月日: 2013-02-27