2018 年度研究成果報告書

酸化グラフェンを固体電解質として用いた電池の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06727
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	無機材料・物性
研究機関	熊本大学
研究代表者	鯉沼陸央熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70284742)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	酸化グラフェン / キャパシタ / 電池 / 電気二重層
研究成果の概要	酸化グラフェン（GO）を用いた新しい電気化学二重層キャパシタの作製に成功した。ここで作製した電解二重層キャパシタは、バインダーフリーのオールカーボンスーパーキャパシタとして作用することが分かった。GO内に多塩基酸である硫酸やリン酸を添加することによって、その特性が１ケタ向上することも見出した。GOにスルホ基を導入することで、サイクル特性の向上を目指した。スルホ基を導入したGOを固体電解質に用いると、サイクル特性は１０倍以上（数１０００回の充放電に耐性をもつ）に向上した。以上の結果から、GOおよびスルホ基を導入したGOは非常に高い能力を有する固体電解質として作用することが証明できた。
自由記述の分野	無機材料化学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究で作製した酸化グラフェンを用いたオールカーボン電気化学キャパシタは比較的高い電力密度とエネルギー併せ持つデバイスである。炭素を主成分としているため、安価で環境負荷の少ないデバイスであり、また、柔軟性にも富み、軽量で携帯可能である。まだ、酸化グラフェンの作製方法などに、検討する課題は残っているが、新規な電気化学キャパシタとして実用可能であると期待される。硫酸やスルホ基の導入により、酸化グラフェンの固体電解質として特性を著しく向上できることも示した。