細孔壁がグラフェンシート1枚で構成された規則性メソポーラスカーボンの合成

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21750203
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 西原 洋知 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80400430)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• キーワード: 多孔体 / 電気二重層キャパシタ / ミクロポーラスカーボン / メソポーラスカーボン / グラフェン

研究概要

高出力と高容量を両立する電気二重層キャパシタ電極の開発を行った。目標とした構造は「細孔壁がグラフェンシート1枚で構成された規則性メソポーラスカーボン」である。研究開発の結果、この理想構造がイオンの移動抵抗低減に効果的であることを実証できた。さらに、エネルギー密度を増加させるため細孔の微少化を試みた結果、規則性細孔であれば直径約1.2nmのミクロ孔であっても高出力であることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Three-Dimensionally Arrayed and Mutually Connected 1.2 nm-Nanopores for High-Performance Electric Double Layer Capacitor (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Itoi, Hirotomo Nishihara, Taichi Kogure, Takashi Kyotani
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 133 ページ: 1165-1167
  • 査読あり
• [学会発表] ナノカーボン複合体を用いた新規電極の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西原洋知, Taeri Kwon, 中山航, 干川康人, 岩村振一郎, 糸井弘行, 京谷隆
  • 学会等名: 2010 PHyM若手フォーラム
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-12-06
• [学会発表] A possible structure of negatively curved graphene-network formed inside the zeolite nanochannels (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nueangnoraj, H.Nishihara, M.Terauchi, T.Kyotani
  • 学会等名: 第37回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] ゼオライト鋳型炭素の構造制御による電気化学キャパシタ性能の最大化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 糸井弘行、西原洋知、京谷隆
  • 学会等名: 第37回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2010-12-01
• [学会発表] Carbon-based nanocomposites for electrode applications (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishihara, T.Kwon, S.Iwamura, T.Suzuki, H.Itoi, T.Kyotani
  • 学会等名: 第二回日独合同セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-21
• [学会発表] Effect of Heteroatom-Doping on the Physical Properties of Zeplote-Templated Carbons (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Itoi, H.Nishihara, P.-X.Hou, L.-X.Li, T.Kyotani
  • 学会等名: Carbon2010
  • 発表場所: Clemson、米国
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] Carbon-coated mesoporous silica film with a large continuous surface for an effective electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Nishihara, T.Kwon, S.Iwamura, Y.Fukura, W.Nakayama, Y.Hoshikawa, N.Nishiyama, T.Itoh, T.Kyotani
  • 学会等名: Carbon2010
  • 発表場所: Clemson、米国
  • 年月日: 2010-07-13
• [学会発表] 規則性メソ細孔をもつ大表面積高伝導度電極薄膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西原洋知、グォンテリ、福良優、西山憲和、伊藤徹二、京谷隆
  • 学会等名: 共同研究拠点発足記念シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-03-24
• [学会発表] 炭素被覆メソポーラスシリカフィルムの合成と電気化学特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: グォンテリ、西原洋知、福良優、京谷隆、西山憲和、伊藤徹二
  • 学会等名: 第36回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Carbon-coatedmesoporous silicas as electrode materials (2009)
  • 著者名/発表者名: Taeri Kwon, Hirotomo Nishihara, Yu Fukura, Takashi Kyotani
  • 学会等名: 4th International Young Researcher Symposium on Chemical-Environmental-Biomedical Technology
  • 発表場所: Tainan City, 台湾
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] 高容量と高出力を両立する電極材料～ゼオライト鋳型炭素 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西原洋知
  • 学会等名: 技術情報協会,セミナーNo.907417,"電気二重層キャパシタにおける高容量・高出力化技術と電極の評価"招待講演
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Template Synthesis of Nanoporous Carbons with Uniform Pores and Their Applications (2009)
  • 著者名/発表者名: Hirotomo Nishihara
  • 学会等名: 1st Japanese-German Joint Symposium Development and Technology of Carbon Materials招待講演
  • 発表場所: Meitingen, ドイツ
  • 年月日: 2009-06-22
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/kyotani/research.html
• [産業財産権] ゼオライト細孔内への炭素充填 (2011)
  • 発明者名: 京谷隆, 西原洋知, ヌーアンノラドカニン, 伊藤仁
  • 権利者名: 東北大学、日産自動車株式会社
  • 産業財産権番号: 特許出願,特願2011-035102
  • 出願年月日: 2011-02-21