電気二重層キャパシタの基礎と炭素系電極材料の開発および高電圧化への応用 <オンラインセミナー>

~ 電気二重層キャパシタの特性、電極材料としての活性炭の特性、容量評価方法と耐久性試験、高電圧化への応用と事例 ~

・電気化学キャパシタの開発に重要な炭素電極材料の開発とその評価法を修得し、大容量蓄電デバイスの開発に応用するための講座

・大容量、高速充放電サイクル特性に優れた蓄電デバイスとしての特長と、重要な構成部材の炭素電極材料の正しい利用法及び高電圧化手法を修得し、高性能な製品開発に活かすためのセミナー!

・未利用バイオマス資源の産業活用方法を修得し、SDGsへの対応に活かそう!

 

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講師の言葉

<第1部>

電気二重層キャパシタはコンデンサの一種で、リチウムイオン電池や鉛蓄電池とは根本的に異なる原理で電池電気エネルギーを蓄える素子(装置)です。電池とは異なる蓄電原理に起因した特徴を有しているため、電池と違う目的用途で使用されています。現在よりも高性能(大容量、高速充放電、等)な電気二重層キャパシタが実現できれば、新規な市場を開拓できる可能性があります。電気二重層キャパシタにおいて電気エネルギーを蓄える場所となる電極の部材は、活性炭のような多孔質の炭素材料が使用されています。SDGsへの対応として未利用バイオマス資源の産業活用は有効と考えられます。植物系バイオマスを原料とした活性炭の製造は既に事業化されています。しかし、未利用のバイオマス資源を原料として、コストバランスが成立しながら高性能な電気二重層キャパシタ電極材料を調製することは、多くの場合、既存の工程では容易ではないです。本セミナーでは、コストバランスを考慮して未利用バイオマス資源を電気二重層キャパシタ材料へ活用する提案を紹介します。

<第2部>

電気化学キャパシタは、従来の誘電体コンデンサと比べて大容量であり、二次電池に比べると出力密度ならびに充放電サイクル特性に優れた蓄電デバイスである。炭素材料は電気化学キャパシタの構成部材として重要であり、電気化学キャパシタの中でも最も長い市場実績を有する「電気二重層キャパシタ(EDLC)」、EDLCのエネルギー密度を改善した「リチウムイオンキャパシタ(LIC)」の電極主材には多孔質炭素が用いられている。本講演では、演者の研究例を通して、キャパシタ用炭素材料の研究開発の方向性について概説する。また、電気化学キャパシタの研究開発は多孔質炭素電極を正しく評価することから始まるが、誤解されている事柄も多く、しばしば混乱が生じている。本講演では、電気化学キャパシタ用多孔質炭素電極の評価方法の基礎ならびに注意点についても合わせて説明する。

本セミナーの募集は終了いたしました

セミナー詳細

開催日時
  • 2022年03月28日(月) 10:30 ~ 17:30
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナー電気・機械・メカトロ・設備
受講対象者 ・未利用のバイオマス資源を有効活用することを検討している企業
・電気化学キャパシタならびにキャパシタ用炭素材料に関わる研究者・技術者の方
・キャパシタ関連業務に従事したばかりの初学者・若手技術者
予備知識 ・電気化学の基礎知識があることが望ましいが、大学院修士課程レベルの化学を修得されていれば理解しやすい
修得知識 ・植物系バイオマスを原料とする活性炭の賦活方法
・植物系バイオマスを原料とした活性炭の賦活条件と物性(表面積、細孔径分布、等)
・コストバランスを意識した植物系バイオマスを原料とする活性炭の製造
・電気二重層キャパシタ・リチウムイオンキャパシタに関連する炭素電極材料の基礎
・文献、プレス発表等での技術内容を誤解なく理解できるようになる
プログラム

<第1部>コストバランスを考慮した未利用バイオマス資源の電気二重層キャパシタ材料への活用

1.電気二重層キャパシタの用途と分類

  (1).電気二重層キャパシタの特徴と用途

  (2).キャパシタの分類

 

2. 電気二重層キャパシタの原理

  (1).電気二重層

  (2).電気二重層キャパシタの性能

  (3).電気二重層キャパシタの構成

    a.セパレータ

    b.電解液

    c.集電極

    d.分極性電極

    e.素子の構造

 

3.活性炭の製造方法

  (1).ガス賦活

    a.水蒸気賦活

    b.二酸化炭素賦活

  (2).薬品賦活

    a.塩化亜鉛賦活

    b.リン酸賦活

    c.水酸化カリウム賦活

 

4.未利用バイオマス資源を原料とする電極材料の作製

  (1).植物の特徴の活用

    a.脱リグニン処理

    b.難燃効果剤

  (2).高付加価値製品を段階的に製造する「竹のカスケード利用」

    a.過熱水蒸気処理

    a―1.触媒黒鉛化

    b.加圧熱水処理

    b-1.キシロオリゴ糖抽出残渣の活用

    b-2.ガス燃料残渣の活用

 

<第2部>電気化学キャパシタ用カーボン電極の研究開発ならびに評価方法

1.炭素材料と電気化学

  (1).炭素材料の分類

  (2).炭素材料と電気化学

 

2.電気二重層キャパシタとリチウムイオンキャパシタとの関係

  (1).キャパシタの容量

  (2).容量と誘電率の関係

  (3).電気二重層キャパシタ(EDLC)とは?

    a.EDLCのサイクル寿命

    b.EDLCのエネルギー密度と出力密度

  (4).電気化学キャパシタとEDLC

  (5).リチウムイオンキャパシタ(LIC)とは?

    a.セル電圧・電極電位プロファイル

    b.Li+イオンキャパシタの容量について

    c.LICの正極/負極量比の最適化と容量の限界

 

3.キャパシタ電極材としての活性炭の製法と求められる特性

  (1).EDLCのエネルギー密度

  (2).電解液の種類によるEDLCの特性の違い

  (3).EDLC用炭素電極について

    a.炭素細孔体(活性炭)の細孔の種類

    b.種々のキャパシタ用炭素細孔体(賦活ならびにそれ以外の手法について)

  (4).EDLCの容量を上げるには?

    a.細孔幅を広げる試み(賦活触媒の利用)

    b.重量比容量と体積比容量:比表面積拡大の効果

    c.比例定数:面積比容量Csの本質

    d.体積比容量はどこまで向上するか?

キーワード 電気二重層キャパシタ 電気化学キャパシタ 電極材料 活性炭 バイオマス 容量評価 耐久性試験 カーボンナノチューブ グラフェン リチウムイオンキャパシタ
タグ 精密機器・情報機器エコマテリアル研究開発新事業蓄電電気化学電子部品電池
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
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