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2015 年度 実績報告書

スーパーキャパシタ用制御可能な細孔構造を有する大容量金属酸化物膜電極の創生

研究課題

研究課題/領域番号 14F04064
研究機関弘前大学

研究代表者

官 国清  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 教授 (90573618)

研究分担者 JAGADALE AJAY DATTU  弘前大学, 北日本新エネルギー研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード電着法 / スーパーキャパシタ / 層状複水酸化物 / 全固体スーパーキャパシタ / 比静電容量 / サイクル安定性 / 電力密度 / エネルギー密度
研究実績の概要

(1)簡単の電着法を用いてスーパーキャパシタ用Co-Mn層状複水酸化物 (LDH)を被覆したニッケルフォーム電極を創製した。CoMn-LDH合成用前駆体溶液中のCo/Mnのモル比率の調整によりスーパーキャパシタ性能への影響を調べた結果、Co/Mnのモル比率が9:1の場合は0.7 A/ gの電流密度で1062.6 F /gの比静電容量を達し、5000 CDサイクルにわたって96.3%の優れたサイクル安定性も示した。また、CoMn-LDH/ニッケルフォーム電極と活性炭電極と組み合わせた非対称スーパーキャパシタは、84.2%の優れたサイクル寿命、2500 W/ kgの電力密度及び4.4 Wh/kgのエネルギー密度を示した。

(2)簡単の電着法を用いて炭素繊維ヤーンにCoAl-LDHを被覆しスーパーキャパシタ用電極を創製した。2.3 mg/cm2CoAl-LDHのローディング量では1A/gの電流密度で634.3 F/gの最大比静電容量を達成することが見出された。また、CoAl-LDH@炭素繊維ヤーンで構成した柔軟な全固体スーパーキャパシタは優れた単位面積比静電容量(1.6 mWh.cm-3)、4000回の定電流充放電サイクルで優れた94%のサイクル安定性を示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H27は新たな電着法を開発し、層状複水酸化物 (LDH)を電極基板に被覆することに成功した。得られた電極は優れた比静電容量、サイクル寿命、電力密度及エネルギー密度を示した。また、柔軟な全固体スーパーキャパシタを創製し、優れた充放電サイクル特性を示した。

今後の研究の推進方策

より高いエネルギー密度と電力密度を達成するために、これまで開発した電極材料を最適化する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Ultrathin nanoflakes of Cobalt-Manganese layered double hydroxide with high reversibility for asymmetric supercapacitor2016

    • 著者名/発表者名
      Ajay D Jagadale, Guoqing Guan, Xiumin Li, Xiao Du, Xuli Ma, Xiaogang, Hao, Abuliti Abudula
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 306 ページ: 526-534

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2015.12.097

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cobalt hydroxide [Co(OH)2] loaded carbon fiber flexible electrode for high performance supercapacitor2015

    • 著者名/発表者名
      Ajay D Jagadale, Guoqing Guan , Xiao Du, Xiaogang Hao, Xiumin Li, Abuliti Abudula
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 ページ: 56942-56948

    • DOI

      10.1039/C5RA11366K

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] High-energy density all-solid-state flexible yarn supercapacitor based on carbon fiber supported CoAl LDH binder free electrode2016

    • 著者名/発表者名
      Jagadale Ajay、李 修敏、官 国清、阿布 里提
    • 学会等名
      化学工学会第81回年会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2016-03-13 – 2016-03-15
  • [学会発表] Preparation of nanoporous cobalt oxide (Co3O4) via two-step calcination of Co-MOF for supercapacitor application2015

    • 著者名/発表者名
      Jagadale D. Ajay、Xiao Du、官国清、阿布里提
    • 学会等名
      平成27年度化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2015-09-12 – 2015-09-13
  • [学会発表] Electrodeposited CoMn LDHs highly reversible electrodes for pseudocapacitor2015

    • 著者名/発表者名
      Jagadale D. Ajay、Xiao Du、官国清、阿布里提
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11

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公開日: 2016-12-27  

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