ナノ材料をベースとする電気二重層キャパシタの開発と燃料電池とのハイブリッド利用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360129
• 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: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 大坪 昌久 宮崎大学, 工学部, 教授 (90041011)
• 研究分担者: 木島 剛 宮崎大学, 工学部, 教授 (90040451) ; 迫田 達也 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90310028) ; 本部 光幸 鹿児島工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (20370059)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 電気エネルギー工学(発生・変換・貯蔵、省エネルギーなど)

研究概要

活性炭をベースとする電気二重層キャパシタ(EDLC)の静電容量向上のために、ナノ材料としてのケッチェンブラックを分極性電極材料として使用した結果、高静電容量を示した。また、電極の表面改質を行った結果、EDLC単セルの静電容量は向上した。さらに、EDLCを燃料電池(FC)に並列接続し、負荷変動問題の解決に取り組んだ結果、FCとEDLCによる電力供給モードは負荷変動問題を効率的に解決することができた。

研究成果

• [雑誌論文] 白金使用量の低減を目的とした固体高分子形燃料電池用MEA作製技術の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 日高啓昭, 坂口裕二郎, 末永寛, 田島大輔, 大坪昌久
  • 雑誌名: 電気学会論文誌A 巻: 131-2 ページ: 102-108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic examination of membrane electrode assembly of proton exchange membrane fuel cell considering heat deterioration (2011)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, Y. Sakaguchi, H. Hidaka and M. Otsubo
  • 雑誌名: Chemical Engineering Research and Design 巻: 89-7 ページ: 1088-1093
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimating the optimal number of membrane electrode assembly catalyst layers for proton exchange membrane fuel cell by considering open circuit voltage and polarization (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, Y. Sakaguchi, H. Hidaka and M. Otsubo
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 122-2-3 ページ: 544-547
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance of electric double layer capacitors using nanocarbons produced from nanoparticles of resorcinol-formaldehyde olymers (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, M. Taniguchi, D. Fujikawa, T. Kijima and M. Otsubo
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 115-1 ページ: 69-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical properties of modified carbon electrode for double layer capacitor (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, A. Sakamoto, M. Taniguchi, T. Sakoda and M. Otsubo
  • 雑誌名: Surface and Coatings Technology 巻: 202-22-23 ページ: 5560-5563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface modification of carbon electrode using argon plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, A. Sakamoto, M. Taniguchi, T. Sakoda and M. Otsubo
  • 雑誌名: Vacuum 巻: 83-3 ページ: 695-698
  • 査読あり
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池用MEAにおける触媒ナノ粒子均一分散の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 冨島明, 浦川侑己, 末永寛, 田島大輔, 大坪昌久
  • 学会等名: 第64回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] 白金ナノ粒子を均一分散させたMEA作製技術の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浦川侑己, 冨島明, 末永寛, 田島大輔, 大坪昌久
  • 学会等名: 電気設備学会全国大会
  • 発表場所: 宮崎公立大学
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池用MEA作製における最適な電解質混合比の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浦川侑己, 坂口裕二郎, 末永寛, 田島大輔, 大坪昌久
  • 学会等名: 平成23年電気学会全国大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-03-16
• [学会発表] Basic consideration of mixture ratio of electrolyte and platinum loaded carbon for proton exchange membrane fuel cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Suenaga, Y. Sakaguchi, Y. Urakawa, D. Tashima and M. Otsubo
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-03-07
• [学会発表] 固体高分子形燃料電池MEA作製時の最適な電解質混合比の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 浦川侑己, 坂口裕二郎, 末永寛, 田島大輔, 大坪昌久
  • 学会等名: 第63回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2010-09-28
• [学会発表] 表面官能基を制御した導電性カーボンブラックを配合した電気二重層キャパシタの温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田島大輔, 吉玉拓, 前野聖二, 長澤義信, 大坪昌久
  • 学会等名: 平成22年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2010-09-13
• [学会発表] Consideration of a Most Suitable Time of Plasma Disposition ofActivated Carbon for Electric Double Layer Capacitors (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Hirakawa, D. Tashima, H. Yoshitama, T. Sakoda and M. Otsubo
  • 学会等名: 16th International Conference on Electrical Engineering
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Examination of a making method of MEA for reduction of a platinum amount (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakaguchi, H. Hidaka, Y. Suenaga, D. Tashima and M. Otsubo
  • 学会等名: 16th International Conference on Electrical Engineering
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2010-07-12
• [学会発表] Electrochemical Characteristics of Plasma-treated Activated Carbon for Electric Double-layer Capacitors (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, R. Hirakawa, M. Esaki, T. Sakoda, H. Yoshitama, A. Okazaki, T. Kawaji and M. Otsubo
  • 学会等名: The 10th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology and the 23rd Symposium on Plasma Science for Materials
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2010-07-07
• [学会発表] Influence on Capacitance of EDLC by a Functional Group of a Conductive Material (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Betsumiya, M. Taniguchi, D. Tashima, M. Otsubo, S. Maeno, Y. Nagasawa
  • 学会等名: IEEE T & D Asia Conference and Exposition 2009
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-10-28
• [学会発表] Examination of Preparation Method of Membrane Electrode Assembly of Polymer Electrolyte Fuel Cell and Study of the Depletion (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Hidaka, T. Yaoka, Y. Sakaguchi, D. Tashima, M. Otsubo
  • 学会等名: IEEE T & D Asia Conference and Exposition 2009
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2009-10-27
• [学会発表] Capacitance behavior of electric double layer capacitor using nanocomposite electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, Y. Betsumiya, M. Taniguchi, H. Yoshitama, M. Otsubo, S. Maeno
  • 学会等名: IEEE Conference on Electrical Insulation And Dielectric Phenomena
  • 発表場所: Virginia, USA
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] メソポーラスカーボンの酸素官能基による電気二重層キャパシタの静電容量への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 別宮祐介, 田島大輔, 吉玉拓, 大坪昌久, 前野聖二, 長澤義信
  • 学会等名: 第62回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] キャパシタ用電極材料の酸素プラズマ処理 (2009)
  • 著者名/発表者名: 平川諒太郎, 田島大輔, 吉玉拓, 迫田達也, 大坪昌久
  • 学会等名: 第62回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] Effect on Plasma Treatment of Carbon Materials Application for Electrochemical Supercapacitor (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, R. Hirakawa, T. Sakoda, H. Yoshitama, M. Otsubo
  • 学会等名: The Seventh Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2009-09-23
• [学会発表] 導電性材料の酸素官能基による電気二重層キャパシタの静電容量への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 別宮祐介, 田島大輔, 吉玉拓, 大坪昌久, 前野聖二, 長澤義信
  • 学会等名: 平成21年度電気学会電力・エネルギー部門大会
  • 発表場所: 芝浦工業大学
  • 年月日: 2009-08-19
• [学会発表] メソポーラスな導電助剤を配合した電気二重層キャパシタの電解液依存性とイオン蓄積に関する考察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田島大輔, 谷口充史, 別宮祐介, 吉玉拓, 大坪昌久, 前野聖二
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] EDLCシミュレーションモデルの内部パラメータ補正に関する検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊豆裕太郎, 佐藤逸人, 南出雅裕, 中田高, 田島大輔, 高庄幸孝, 本部光幸, 大坪昌久
  • 学会等名: 平成21年電気学会全国大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] Evaluation of space charge and capacitance of electric double layer capacitor using ionic liquid (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Tashima, M. Taniguchi, H. Yoshitama, M. Otsubo
  • 学会等名: IEEE Conference on Electrical Insulation And Dielectric Phenomena
  • 発表場所: Quebec city, Canada
  • 年月日: 2008-10-27
• [学会発表] Examination and evaluation of a making method of multi catalyst layered MEA (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Yaoka, H. Hidaka, D. Tashima, M. Otsubo
  • 学会等名: RENEWABLE ENERGY 2008
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2008-10-16
• [学会発表] ケッチェンブラックを配合した電気二重層キャパシタの温度特性におけるイオン液体の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田島大輔, 谷口充史, 吉玉拓, 大坪昌久, 前野聖二
  • 学会等名: 平成20年度電気学会電力・エネルギー部門大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2008-09-26
• [学会発表] メソポーラスカーボンを用いた電気二重層キャパシタの温度依存性(1) (2008)
  • 著者名/発表者名: 別宮祐介, 谷口充史, 田島大輔, 大坪昌久, 前野聖二
  • 学会等名: 第61回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] メソポーラスカーボンを用いた電気二重層キャパシタの温度依存性(2) (2008)
  • 著者名/発表者名: 谷口充史, 別宮祐介, 田島大輔, 大坪昌久, 前野聖二
  • 学会等名: 第61回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] キャパシタ用カーボン電極の酸素プラズマによる表面処理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 江崎正敏, 平川諒太郎, 田島大輔, 濱田俊之, 迫田達也, 大坪昌久
  • 学会等名: 第61回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] 燃料電池モジュールのインダクタンス成分の算出に関する検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 南出雅裕, 佐藤逸人, 伊豆裕太郎, 中田高, 田島大輔, 高庄幸孝, 本部光幸, 大坪昌久
  • 学会等名: 第61回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] EDLCシミュレーションモデルの内部パラメータの算出法に関する検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中田高, 佐藤逸人, 伊豆裕太郎, 南出雅裕, 田島大輔, 高庄幸孝, 本部光幸, 大坪昌久
  • 学会等名: 第61回電気関係学会九州支部連合大会
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2008-09-24
• [学会発表] イオン性液体を用いたケッチェンブラック配合キャパシタの温度特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 別宮祐介, 谷口充史, 田島大輔, 大坪昌久
  • 学会等名: トークシャワー・イン
  • 発表場所: 九州
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Modeling of the electric double layer capacitor and fuel cell hybrid system within MATLAB-Simulink (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, Y. Izu, D. Tashima, Y. Kosho, M. Hombu, M. Otsubo
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering 2008
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2008-07-08
• [備考]
  • URL: http://www.cc.miyazaki-u.ac.jp/eplsako/syoukai2008/CAP2007/capacitor.htm
• [備考]
  • URL: http://www.cc.miyazaki-u.ac.jp/eplsako/syoukai2008/PEFC2008/pefc2008kennkyuunaiyou.html