イオン・電子移動ナノ経路構造制御による高速インターカレーション電極の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18350109
• 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: 長崎大学
• 研究代表者: 森口 勇 長崎大学, 工学部, 教授 (40210158)
• 研究分担者: 山田 博俊 長崎大学, 工学部, 准教授 (10359961)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 多孔体 / ナノコンポジット電極

研究概要

メゾ・マクロ細孔を有するナノ多孔カーボンを合成し, 同構造が電解質イオンの高速移動に有効であることを明らかにした。また, グラファイトやTiO_2/カーボンナノチューブ複合系の規則ナノ多孔体を新規に合成し, 優れた高速充放電特性を示すことを明らかにした。また, V_2O_5/多孔カーボン複合系において, 3次元に連続した規則多孔構造の高速充放電特性をシミュレーションするとともに, そのモデル構造体を実際に合成し, 超高速充放電特性の発現を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Colloidal Crystal-derived Nanoporous Electrode Materials of Cut SWNTs-assembly and TiO_2/SWNTs Nanocpmposite (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, Y. Shono, H. Yamada, T. Kudo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem B, 112(46) ページ: 14560-14565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rate capability of lithium intercalation into nano-porous graphitized carbons (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, Y. Watanabe, I. Morigchi, T. Kudo
  • 雑誌名: Solid State Ionics 179 ページ: 1706-1709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double Layer Capacitance on Hierarchical Porous Carbons in an Organic Electrolyte (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, I. Morigchi, T. Kudo Electric
  • 雑誌名: J. Power Sources 175 ページ: 651-656
  • 査読あり
• [雑誌論文] Liイオンニ次電池の高出力・大容量化に向けた電極材料ナノ構造制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 雑誌名: 電池技術委員会 20-07 ページ: 1-7
• [雑誌論文] High Power Battery Electrodes Using Nanoporous V_2O_5/Carbon Composites (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, K. Tagawa, M. Komatsu, I. Moriguchi, T. Kudo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem C, 111 ページ: 8397-8402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly active Pt catalyst fabricated on 3-D porous carbon (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, T. Hirai I. Moriguchi, T. Kudo
  • 雑誌名: J. Power Sources 164(2) ページ: 538-543
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Study on High Electrochemical Double Layer Capacitance of Ordered Porous Carbons with both Meso/Macropores and Micropores (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, H. Nakamura, F. Nakahara, I. Moriguchi, T. Kudo
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. C,111(1) ページ: 227-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] キャパシタ用カーボンナノ多孔構造制御と充放電特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 雑誌名: 炭素素原料科学と材料設計IX, CPC研究会 第2編2.1 ページ: 41-48
• [学会発表] ナノ構造を有するV_20_5/cのLiインターカレーション特性(3AO3) (2008)
  • 著者名/発表者名: 松尾佳祐, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 第34回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20081200
• [学会発表] ナノ多孔構造制御と高速充放電機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 学会等名: ナノ多孔構造制御と高速充放電機能第29回日本化学会九州支部シンポジウム「ナノ材料・構造が創り出す新しい機能」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] 高出力・大容量な電気化学エネルギーデバイスを目指して (2008)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 学会等名: 2008未来エネルギー研究協会講演会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] グラファイト化多孔カーボン電極の構造とリチウムインターカレーション特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 山村保明, 渡辺裕子, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 第49回電池討論会
  • 発表場所: 堺(大阪)(1F28)
  • 年月日: 20081100
• [学会発表] Liイオンニ次電池の高出力・大容量化に向けた電極材料ナノ構造制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 学会等名: 第342回電池技術委員会講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20080900
• [学会発表] Development of nanoporous electrode materials by the assistance of colloid chemistry (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi
  • 学会等名: The 236^<th> American Chemical Society National Meeting & Expositon,Philadelphia
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20080800
• [学会発表] High-rate Ion-transportable Nanoporous Carbons as a High Performance Electric Double-layer Capacitor Material (2008)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, H. Yamada
  • 学会等名: 5^<th> International Conference Interfaces Against Pollution 2008
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] ナノ多孔性V_2O_5/Cナノ複合体の作製と高速Liインターカレーション特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 田川和樹, 松尾圭祐, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 第33回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 名古屋(1B011)
  • 年月日: 20071200
• [学会発表] グラファイト化した多孔カーボン電極のリチウムインターカレーション特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 渡辺裕子, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 第48回電池討論会
  • 発表場所: 福岡(2B05)
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] 高出力高容量V_2O_5/C多孔複合電極の創製 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田川和樹, 松尾佳祐, 小松真治, 山田博俊, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 第48回電池討論会
  • 発表場所: 福岡(2A23)
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] ナノ細孔構造と電気二重層キャパシタ特性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 学会等名: 第60回コロイドおよび界面化学討論会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 20070900
• [学会発表] Development of Carbon/Metal Oxide Nanocomposite Electrode Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: Isamu Moriguchi, Hirotoshi Yamada
  • 学会等名: 第33回フラーレン・ナノチューブ総合シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] Fabrication and lithium insertion properties of nano-porous graphitized carbons(124) (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, Y. Watanabe, I. Moriguchi, T. Kudo
  • 学会等名: 16^<th> International Conference on Solid State Ionics(SSI-16)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 20070700
• [学会発表] High Electrochemical Double Layer Capacitance of Ordered Porous Carbons with both Meso-/Macropores and Micropores (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, I. Moriguchi, T. Kudo
  • 学会等名: 2007 International Conference on Advanced Capacitors (ICAC2007)(211)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20070500
• [学会発表] Porous V_2O_5/Carbon Nano-compositers with High Capacity and High Power (2007)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, M. Komatsu, K. Tagawa, H. Yamada, T. Kudo
  • 学会等名: 2007 International Conference on Advanced Capacitors(ICAC2007)(28)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20070500
• [学会発表] コロイド結晶テンプレート法により作製したメゾ・マクロ多孔カーボンの有機電解液中でのEDLC特性(2P06) (2007)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 電気化学会第74回大会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20070300
• [学会発表] 積層構造を有する多孔性V_20_5/C電極の出力特性(1G28) (2006)
  • 著者名/発表者名: 田川和樹, 小松真治, 山田博俊, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 2006電気化学秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20060900
• [学会発表] 多孔性グラファイト化カーボンの作製とリチウムイオンニ次電池負極特性(2G07) (2006)
  • 著者名/発表者名: 渡邉裕子, 山田博俊, 森口勇, 工藤徹一
  • 学会等名: 2006年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20060900
• [学会発表] Porous Nanocomposite of TiO_2/SWNTs as a High Rate Li-insertion/extraction Electrode Material (2006)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, Y. Shono, H. Yamada, T. Kudo
  • 学会等名: 209^<th> ECS Meeting-Denver
  • 発表場所: Cororado, USA(108)
  • 年月日: 20060500
• [学会発表] High Rate Performance of Li-insertion/extraction Electrode of Porous V_2O_5 / carbon Nanocomposites (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, Y. Matsumoto, I. Moriguchi, T. Kudo
  • 学会等名: 209^<th> ECS Meeting-Denver
  • 発表場所: Cororado, USA(115)
  • 年月日: 20060500
• [図書] "Self-Assembly-Assisted Fabrication of Inorganic Nanoporous Electrode Materials"In Bottom-up Nanofabrication : Supramolecules, Self- Assemblies, and Organized Films (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi
  • 総ページ数: 435-445
  • 出版者: American Scientific Publishers
• [図書] 電極ナノ多孔構造のインピーダンス解析例「インピーダンスの測定ノウハウとデータ解析の進め方」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 森口勇
  • 総ページ数: 102-109(第4章第3節)
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 「擬似容量キャパシタ-金属酸化物 : 構造規制酸化物」, キャパシタ便覧第8章第4節第2項b (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 森口勇
  • 出版者: 丸善
• [図書] ナノ構造を用いたLiイオン2次電池の開発動向, 「2008最新電池技術大全」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 総ページ数: 40-43(第1編第2章第6節)
  • 出版者: (株)電子ジャーナル