公開技術詳細

整理番号 st005
テーマ名 エネルギー貯蔵ナノマテリアル化とスーパーキャパシタ
研究担当者 直井 勝彦:東京農工大学大学院
共生科学技術研究部 教授
研究の概要 ナノマテリアル化・ナノハイブリッド化による相乗効果で既存材料では達成出来なかったキャパシタ特性(エネルギー密度Wh/kg、出力密度W/kg、サイクル寿命)を持った新規スーパーキャパシタを創製した。
開発の目的 太陽エネルギーや風力発電の蓄電装置および燃料電池のパワー不足の補完用、さらに二次電池の代替用の高エネルギー密度を有する新規高容量電極材料の開発。二次電池の特徴である高エネルギー密度、低出力密度に対しスーパーキャパシタの持つ低エネルギー密度という短所を改良すること。
構成する
技術要素
・エネルギー化学計算による物質設計
・実用化を意識しての材料合成
・分光法や電子顕微鏡を用いたナノ構造解析
・電気化学的手法によるキャパシタ特性の評価
研究の背景
及び動向
分子設計(インドール系環状三量体化)とナノハイブリッド化(中空ナノカーボン)で、従来の導電性ポリマー系正極材料の寿命1,000回程度だったのに対して100,000回のサイクル寿命を達成。ナノエマルジョン反応場で調製した水和酸化ルテニウムナノ粒子(20nm)の周りにプロトン導電性ポリマーナノ薄膜(〜10nm)を被覆したコンポジット材料(RuO2/PAPPA)は従来の容量密度100F/gに比し1200F/gと12倍に著増している。
目標とする
市場での
優位性
2003年度の共同研究は8件、日本ケミコン、日本電気、住友スリーエム、松尾電機、アオイ電子、日産化学工業、ジャパンゴアテックス−−以上区分A(300万円以上)および(有)ケー・アンド・ダブル区分Bとなっており、産業界とのパイプが太く広範囲に亘っている。ナノテクを縦横に駆使できる基盤を持っている。
実用化に向けた課題 FCEV用キャパシタとして要求される2000W/kg以上の高パワー密度の実証。20万回以上の寿命の実現。高効率でのブレーキエネルギー回生90%以上の実証。さらに、一般的にコストダウンの達成および軽量化の検討。

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