| 研究概要 |
前年度に引き続き,キャパシタ電極における特異な容量増大効果を検討した。その結果,まず,活性炭とDNAを混合させることで,速度論的のみならず熱力学的にもキャパシタンス増大効果が認められた。拡散係数などの解析によると,長距離移動におけるバルク拡散係数が増大していることが明らかになったが,これ以外に二重層形成領域を支配するミリ秒単位以下の時定数にも短縮効果が認められた。DNA高分子の分子サイズは,活性炭の二重層形成場であるメソ孔からミクロ孔レベルの規模よりはるかに大きく,通常の理論では非速度論的な容量増大効果は予想できないため,長距離構造におけるアノマリーな容量発現機構が存在していると考えられた。このDNAによる容量増大効果については新規性が非常に高いため,特許出願を進めている。
また,イオン性液体にリチウム塩,あるいは微量溶媒を添加した系の二重層容量発現について解析した。その結果,電極表面に本来二重層を形成しない,対イオンが容量挙動に大きく影響を与えることがわかった。機構の詳細はさらに研究を継続する必要はあるものの,イオン性液体の場合は長距離イオン構造が二重層容量に影響を与えていることが明確になり,単純な拡散二重層構造を超えたアノマリー容量発現が明らかになった。このような二重層構造の特異性を活かし,リチウムイオン電池の電極界面制御も試みた。その結果,金属リチウムの界面構造に対しても添加剤が特異的な容量発現性をもたらすことが明らかになった。
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