2018 年度研究成果報告書

導電性ナノシートを用いた革新的レドックスキャパシタ電極の創製

研究課題

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研究課題/領域番号	15H03873
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	無機工業材料
研究機関	東京大学
研究代表者	大久保將史東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード	蓄電デバイス / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / キャパシタ / 層状化合物 / ナノシート
研究成果の概要	本研究は、MXeneと総称される層状化合物を、酸化還元を示すレドックスキャパシタ電極として応用する研究開発である。様々な電解液と組み合わせたキャパシタの性能評価を主眼に据えた研究計画であり、平成27年度から29年度において、Ti2CTx（Txは末端基：-F, -Cl, -OH, -O）の組成を持つMXeneをLi+キャパシタ、Na+キャパシタに応用した。その結果、200 mAh/g程度の充放電容量を示すこと、作成したキャパシタが高出力・高エネルギー密度を両立することを確認し、当初の目的をほぼ達成した。
自由記述の分野	材料化学、電気化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	省エネルギー・低炭素社会を実現する上で、高性能蓄電デバイスの開発は必要不可欠です。本研究開発は、高速で充電と放電が可能な蓄電デバイスであるキャパシタに着目し、キャパシタ内で蓄電する電極材料の高性能化に取り組みました。その結果、層状のナノシート化合物（総称：マキシン）が、非常に優れた電極特性を示し、また、マキシンを用いて作成したキャパシタが高速で駆動可能であることを実証しました。本研究の成果は、新しい物質群をキャパシタ材料として初めて定量的に評価し、その特性を明らかにした点に意義があります。