- 2019-2-8
- 技術ニュース, 電気・電子系
- EDLC, TOCキャパシタ, グラフェンメソスポンジ, 東北大学, 研究, 電気二重層キャパシタ
東北大学は2019年2月7日、TOCキャパシタと共同で、細孔壁の大部分が単層グラフェンから成るメソ多孔体「グラフェンメソスポンジ」をシームレスなシート電極に成型し、これを用いた高耐久の電気二重層キャパシタ（EDLC）を開発したと発表した。
電気二重層キャパシタは蓄電デバイスの一種であり、貯められるエネルギーの量（エネルギー密度）はリチウムイオン電池の約1/10だが、充放電速度はリチウムイオン電池の約10倍以上であるため、高出力が求められる用途に利用されている。現在の電気二重層キャパシタは活性炭を電極材料に利用しているが、高電圧をかけると活性炭が劣化するため単セルの上限電圧は2.7～2.8Vに制限されていた。このため、数百Vの出力を得るには100個以上の単セルを直列に接続しなければならず、モジュールが大型化するため用途が制限されていた。
今回開発した材料を用いた電気二重層キャパシタは、60℃の高温で3.5Vの高電圧を700時間以上にわたり印加しても全く劣化しなかった。さらに室温で最大4.4Vまで電圧を上昇できた。従来最も優れた高耐久性材料は単層カーボンナノチューブだったが、今回の材料は高温耐性と高電圧耐性でこれを上回った。加えて、単層カーボンナノチューブよりも製造コストが低く抑えられるという利点もある。
キャパシタ単セルの上限電圧を大幅に増加できれば高電圧キャパシタモジュールの小型化が可能になるため、電気二重層キャパシタの大幅な用途範囲の拡大が期待できるとしている。
