イオン液体系電気化学キャパシタ用カーボン電極の開発と評価

离子液体电化学电容器用碳电极的开发与评价

• 批准号: 20031004
• 负责人: 白石 壮志
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20031004/
• 关键词: イオン液体; キャパシタ; 活性炭; カーボンナノファイバ; ミクロ孔; 水晶振動子マイクロバランス法; 吸着; 電気二重層; 電気化学; 炭素電極で; 水晶振動子マイクロバランス; 電解質

電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)法は、水晶振動子電極の共振周波数変化が電極重量変化に比例することを利用して、電気化学測定と同時にナノグラムオーダーの電極質量変化を測定する手法である。EQCMを用いれば、電極表面での電解質イオンの吸脱着挙動を調べることができる。これまでに、研究代表者らは活性炭ナノ繊維(ACNF : Activated Carbon NanoFiber, BET比表面積:約2100m^2g^<-1>)を塗布した水晶振動子を用いて、分極によるイオン吸脱着に伴う活性炭電極の重量変化について報告してきた。しかしながら、水晶振動子の共振周波数は付着した物質の粘弾性や表面粗度にも影響を受けるので、共振周波数変化から電極重量変化への変換について慎重に議論する必要があった。電極における粘弾性や表面粗度の変化は共振抵抗の変化として検出できることが知られている。そこで本年度は、他励式EQCM装%を用いて、電気二重層キャパシタ用の典型的な有機系電解液ならびにイオン液体(エチルメチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート)中でのACNF電極の重量変化と共振抵抗変化の測定を行った。その結果、測定した電位範囲では、いずれの場合でも共振抵抗はほとんど変化しないことが明らかになった。したがって、観測された重量変化は、粘弾性や表面粗度の変化ではなく、電解質イオンの吸脱着によるものだと言える。このことを踏まえ、イオン液体中ではカチオンとアニオンが活性炭のミクロ孔に同時に吸脱着するという機構を提唱した。この機構に従えば、イオン液体を電解液に用いると電気二重層キャパシタの充電による電解質の枯渇は起こりにくく、使用する電解液を絞ることができる。このことは、イオン液体がキャパシタのエネルギー密度の向上に効果的であることを示しており、次世代キャパシタの設計指針となる。

电化学晶体电动机微量平衡（EQCM）方法是一种与电化学测量值同时使用电极测量的方法，并使用晶体迁移率电极的谐振频率的电极重量变化。使用EQCM，您可以检查电极表面电解离子的吸收性行为。迄今为止，使用活性炭纳米纤维应用的晶体振动（ACNF：活性炭纳米纤维，BET比率表面积：约2100m^2g^<-1>），研究代表已通过极化粘附在离子电池上。活性碳电的重量变化。但是，由于晶体振动器的谐振频率也受到附着物质的双色和表面粗糙度的影响，因此有必要仔细讨论从转换到电极重量变化的转换的转换。众所周知，电极中的双孔和表面粗糙度的变化可以检测为谐振性的变化。因此，今年使用其他令人鼓舞的EQCM清洁，用于电动电容器的典型有机电解液和ACNF电极重量的变化，并测量了ACNF电极中的谐振电源的变化。结果，据透露，无论如何，在任何情况下，谐振都不会改变。因此，可以说，观察到的重量变化不是双刺或表面粗糙度的变化，而是由于电解质离子的吸收。基于此，在离子液体中，主张阳离子和阴离子在其中，阳离子和阴离子同时吸收和粘合剂进入活化碳的微孔。通过遵循这种机制，如果将离子液体用于电解溶液，则由于电气双重电容器的充电，电解质不太可能耗尽，并且所使用的电解溶液可以挤压。这表明离子液体有效地提高了电容器的能量密度，并且是下一个代理电容器的设计指南。

项目成果

キャパシタ便覧(担当題目 : 電気二重層キャパシタの材料評価方法)

电容器手册（主题：双电层电容器材料评价方法）

• 发表时间: 2009
• 作者: 須賀啓太;宮内隆行;白石壮志;Hiroko Seki;今成司;白石壮志;白石壮志;白石壮志
• 通讯作者: 白石壮志

電気二重層キャパシタ用炭素電極材とイオン液体

双电层电容器用碳电极材料和离子液体

• 发表时间: 2009
• 作者: 白石壮志;安島大輔;萩原理加;関宏子;東郷秀雄;白石壮志;関宏子;白石壮志
• 通讯作者: 白石壮志

2008最新電池技術大全(担当題目 : 電気二重層キャパシタ製造技術の現状と動向)

2008最新电池技术百科全书（主题：双电层电容器制造技术现状及趋势）

• 发表时间: 2008
• 作者: 須賀啓太;宮内隆行;白石壮志;Hiroko Seki;今成司;白石壮志;白石壮志;白石壮志;白石壮志
• 通讯作者: 白石壮志

電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)法を用いたキャパシタ用活性炭電極の分析

使用电化学石英晶体微天平 (EQCM) 方法分析电容器活性炭电极

• 发表时间: 2009
• 作者: 白石壮志;須賀啓太
• 通讯作者: 須賀啓太

フッ化黒鉛の脱フッ素化による炭素電極の調製と電気化学キャパシタ特性

氟化石墨脱氟制备碳电极及电化学电容器性能

• 发表时间: 2009
• 作者: 白石壮志;安島大輔;萩原理加
• 通讯作者: 萩原理加