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高耐久性電気二重層キャパシタに有用な活性炭の製造条件の決定

用于高耐用双电层电容器的活性炭的制造条件的确定

基本信息

批准号：
21K05701
负责人：
廣瀬孝
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05701/
关键词：
活性炭

项目摘要

本研究は，長時間使用に伴う電解液の分解等に起因する静電容量の低下や内部抵抗の上昇・悪化が課題となっている電気二重層キャパシタの耐久性向上に関するものである。研究代表者らは，活性炭物性とキャパシタ性能との関係を明らかにするため，ガス吸着用を「追加」賦活し，４種類の斬新的な細孔分布を有する活性炭を作製，耐久性試験（85℃・4500時間）を行った。その結果，１）４種の中で2.1～8.1nm間の孔が少ない活性炭は，静電容量の低下が少なく，２）市販のキャパシタ用よりも4.3～12.1nm間の孔が多い活性炭は，内部抵抗が上昇・悪化しづらいことが分かった。次に，メソ孔の生成を特徴とするりんご剪定枝から活性炭を作製，評価を行った。本研究は，メソ孔に立脚したりんご剪定枝活性炭によるキャパシタの耐久性を評価し，メソ孔分布と性能との関係を解明，高耐久性キャパシタ用活性炭を創製することを目的としている。令和四年度は，目標収率17.0％，15.5％，14.5％，14.0％，12.5％の５種類のりんご剪定枝活性炭に対して５回酸洗浄を施し，それを用いて打錠電極を作製，電気二重層キャパシタを試作後，市販活性炭から作製したキャパシタとともに初期の静電容量を評価した。その結果，容積当たりの静電容量は17.0％と12.5％が５種類の中では最も低く，15.5％がピークとなり，最も高かった。また，15.5％と市販活性炭の容積当たりの静電容量を比較したところ，同等の値であることが分かった。

This study aims to investigate the reasons for the decrease of electrostatic capacity and the increase of internal resistance caused by the decomposition of electrolyte for a long time. The research representative pointed out that the relationship between the physical properties and the properties of activated carbon was clearly defined, and the adsorption was added to activate it. Four kinds of activated carbon were produced and the durability test (85℃·4500 time) was conducted. The results are as follows: 1) the pore size of activated carbon in the range of 2.1~8.1nm in 4 kinds is small, and the electrostatic capacity is low; 2) the pore size of activated carbon in the range of 4.3~12.1nm in the market is large, and the internal resistance is high. Next, the characteristics of pore formation were analyzed. The purpose of this study is to evaluate the durability of activated carbon with good pore distribution and to clarify the relationship between pore distribution and performance, and to create activated carbon with high durability. In the fourth year of this year, the target yield of 5 kinds of activated carbon was 17.0%, 15.5%, 14.5%, 14.0%, 12.5%, and the electrostatic capacity of 5 kinds of activated carbon was evaluated. As a result, the capacitance of the capacitor is 17.0% and 12.5% respectively. The capacitance of the capacitor is the lowest among the five types, and 15.5% respectively. 15.5% of the market activated carbon capacity when compared to the electrostatic capacity, the same value