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本研究の目的は、環境調和性をもつイオンゲルスーパーキャパシタとSi熱電発電デバイスの有機・無機ハイブリットデバイスにより、IoTセンサ端末のための環境調和型高性能フレキシブル電源を実現することである。将来的に，IoTセンサ端末数は10兆個にもなるため，メンテナンスが物理的に行えず，大部分が環境中に廃棄されると申請者は考えた。特に電解質は有毒なものが多く，デバイス劣化により漏洩して，環境汚染の原因になると考えられる。この課題を解決するため，水をトリガとして分解する環境調和型スーパーキャパシタを作製して，その特性評価を行った。これにより、IoTセンサ端末に搭載する、使い捨て可能な電源を実現する。本年は最終年度であるため、スーパーキャパシタの作製に取り組んだ。電極としては、モリブデン、タングステン、鉄を材料に使用し、表面積の増大には活性炭を使用した。セパレータにはセルロースを使用して、デバイス全体として生分解性をもたせた。イオン液体を生分解性ポリマーPolyvinyl alcohol (PVA)に分散して、ゲル電解質を作製した。作製したスーパーキャパシタを測定したところ、容量100mF/cm2を示した。さらに、イオン液体により電位窓が増大して、印加できる電圧が1.5Vにまで増大できた。これにより、水系スーパーキャパシタと比較して、エネルギー容量が4倍以上大きくできた。また、ガルバノスタティックチャージ・ディスチャージにより充放電能力を検証したところ、最大で2mA/cm2の放電能力を持つことが判明した。この充放電試験を繰り返し行い、充放電に対する耐久性を調査したところ。放電回数5000回においても、試験前と比較して静電容量は90%以上維持されることが判明した。本研究により、野生動物や土壌モニタリングなど、柔軟性・環境調和性が求められるIoTセンサ端末の電源としての応用が期待できる。
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