| 研究概要 |
キャパシタ電極として活性炭電極を採用し,通常の電解質であるアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート,また,イオン性液体であるイミダゾール塩を用いて二重層容量測定を行った。これにリチウム塩を添加したところ,アルキルアンモニウム塩に対しては容量がほぼ同じ,あるいはかえって減少し,通常理論で予想できる挙動であった。しかしながら,上記イオン性液体にリチウム塩を添加したところ,容量増大効果が見られた。しかも興味深いことに,アニオンは共通イオンのままでカチオンのみをリチウムカチオンとして加えたにもかかわらず,実際に容量増大効果が見られたのは,カチオン吸着極(負極)ではなく,アニオン吸着極(正極)のほうであった。このことは,単純にヘルムホルツ型の二重層モデルが容量を決定するのではなく,本研究のようにより高次の,あるいは長距離のイオン構造が容量を支配するアノマリーな容量発現メカニズムが存在していることが示されたといえる。この結果を積極的に活用すれば,現在限界とされている容量限界を打破し,高エネルギー密度のキャパシタデバイスが作成できる可能性がある。さらにこのようなアノマリー効果が発現する状況がより広範囲に存在する可能性も考慮し,イオン性液体系にとどまらず,ゲル電解質系,水系,また二次電池系についても精査を行った。このなかで熱力学的な因子,速度論的な因子についての情報を交流インピーダンス法や直流充放電法などから得た。この精査によりアノマリー容量効果の機構解明を次年度も進める。機構解明についてはまだ完全とはいえないので,次年度も継続して行う見込みであるが,本年度においては,特定の系においては上記のように,基本的な発現条件については把握できた。
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