| 研究概要 |
イオン液体をゲル化することで,漏液防止あるいはデバイスのシート化が達成されると考えられるが,一般的にゲル化によるイオン伝導性の低下を排除できず,実用レベルに達しない.我々はアルギン酸をホストポリマーとし,イオン液体含浸させた新規ゲル電解質を開発し,電気二重層キャパシタ(EDLC)へ適用したところ,電極との親和性を改善でき,液相のイオン液体電解質を超える充放電特性を実現している.本年度では物性評価,特にイオン伝導性の評価を行ったところ,液相イオン液体のイオン伝導度とゲル電解質のそれはほぼ同程度であり,アルギン酸はイオン液体のホストとして非常に有効であることが示された.また,新たに天然高分子であるキトサン由来のゲル電解質の開発を行った.様々な電気化学測定から詳細に検討したところ,キトサン系ゲル電解質アルギン酸系を超える充放電特性が得られることが明らかとなった.
また我々はこの度,レドックス種が電極側ではなく,電解液側に存在する新規な蓄電システムを提案するに至った.これまで,電解液のレドックス反応を利用した電気化学キャパシタについての提案は皆無である.これは電解液中のレドックス種が電解液中を拡散してシャトル反応を起こし,貯蔵した電荷が失われるからである.我々はレドックス反応種としてハロゲン化物イオンを用いることにより,シャトル反応を抑制するだけでなく,非常に高容量,高安定性の電気化学キャパシタの構築に成功した.正極における臭素のレドックス反応により,セル当たりの容量が飛躍的に向上していることが示唆された.同様にハロゲン化物イオンを含むイオン液体を電解質として用いた場合においても,同様に容量の増加が確認された.すなわち,この容量発現コンセプトは水系・非水系関係なく利用可能であることが判った.
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