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2017 年度 実績報告書

蓄電器に利用する木炭の連続賦活技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K00646
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

福間 眞澄  松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (70228930)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード電気二重層キャパシタ / 木炭 / アルカリ賦活 / 中山間地域 / 水酸化カリウム / 水酸化ナトリウム / 紙 / 再生可能エネルギー
研究実績の概要

本研究の目標は,中山間地域で入手可能な杉等の間伐材から,再生可能エネルギーを利用するための蓄電器を作製するできることを実証することであった。また,具体的には,安価にEDLC製造するための装置(小型プラント)に利用する賦活炉を実現することが目標であった。平成28年度には,プロパンガスを熱源とした大型(400L)のアルカリ賦活炉を試作改良して,木炭EDLCの開発を進めた。
29年度は,実際に,島根県内の中山間地域(島根県雲南市吉田町宇山)で農家の倉庫を借り,EDLC製造の実証実験を行った。農家の方に,農作業の傍らアルカリ賦活とEDLC組み立てを行っていただき,木炭EDLC(12セル,1箱,12V,40Wh以上)60箱(1kWh)を製作した。太陽光パネル(50W)とEDLC4箱を組み合わせて利用されるLED照明を商品化し,島根県内で試験的に利用してもらうことができた。
技術的な成果としては,木炭粉末の細粒化を行い,賦活条件を見直したことにより,蓄電容量が1.3倍(2.7Wh/Lから3.5Wh/L)に増加,内部抵抗が約半分(約1Ωから0.4Ω)に低下した。木炭粉末の細粒化の発案は,以下の実験から明らかになった。ドイツの街路樹の栃の実(非食用)を材料にEDLC試作したところ,木炭の1.5倍の蓄電容量が得られることがわかった。この実験結果を賦活前の炭の粒形が基本特性に大きく関係していること考えられた。そこで,木炭粉末は,自動化を考慮して,電動石臼を製作し利用した。その他,試作した木炭EDLCを利用して1kWh級のEDLCの蓄電システムの試作も行った。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 部分的昇温賦活法による電気二重層キャパシタ用焼酎粕活性炭の細孔構造の最適化2018

    • 著者名/発表者名
      江口卓弥, 田島大輔, 福間眞澄, 熊谷誠治
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌)

      巻: 138 ページ: 117-118

    • DOI

      DOI:10.1541/ieejfms.138.117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] カスターニエの実を用いた水系EDLC2017

    • 著者名/発表者名
      福間眞澄,内田孝幸,今岡洋人,小川仁一,吉野勝美,Werner F. Schmidt
    • 雑誌名

      電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌)

      巻: 137 ページ: 514-515

    • DOI

      DOI:10.1541/ieejfms.137.154

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1kWh Class Power Strage System using Charcoal EDLC2017

    • 著者名/発表者名
      M.Fukuma, Y.Fukushima, H.Imaoka, K.Yoshino
    • 雑誌名

      電気材料技術雑誌

      巻: 26 ページ: 47-57

    • 査読あり
  • [学会発表] 木炭を利用した水系電解液EDLCの分担電圧2018

    • 著者名/発表者名
      福間眞澄,福島志斗,吾郷匠実,有田聖矢,今岡洋人,吉野勝美
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会講演論文集
  • [学会発表] 木炭蓄電器の事例報告2018

    • 著者名/発表者名
      福間眞澄
    • 学会等名
      松江市エネルギー構造転換シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmentally Friendly Electrolyte Type Electric Double Layer Supercapacitor for Wireless Sensor Network System2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Fukushima, M.Fukuma, S.Kisida, S.Lee, K.Yoshino
    • 学会等名
      IEEE, SENSORS
    • 国際学会
  • [学会発表] 電解液にNaOHを用いた木炭EDLCの可能性2017

    • 著者名/発表者名
      有田聖矢,福間眞澄,福島志斗,吉野勝美
    • 学会等名
      平成29年度(第68回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • [学会発表] 水溶液系EDLCを用いた大型蓄電システムの実証実験2017

    • 著者名/発表者名
      福島志斗,福間眞澄,岸田悟,李相錫,吉野勝美
    • 学会等名
      平成29年度(第68回)電気・情報関連学会中国支部連合大会

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公開日: 2018-12-17  

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