WEKO3
アイテム
Enhancement of energy density of electrochemical capacitors using porous carbon
https://doi.org/10.20569/00006018
https://doi.org/10.20569/00006018233b8802-140d-4af1-847e-d2f1cda27918
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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内容要旨及び審査結果要旨 (123.4 kB)
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本文 (24.3 MB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
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| 公開日 | 2022-06-16 | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | Enhancement of energy density of electrochemical capacitors using porous carbon | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | eng | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ識別子 | http://purl.org/coar/resource_type/c_db06 | |||||||||
| 資源タイプ | doctoral thesis | |||||||||
| ID登録 | ||||||||||
| ID登録 | 10.20569/00006018 | |||||||||
| ID登録タイプ | JaLC | |||||||||
| アクセス権 | ||||||||||
| アクセス権 | open access | |||||||||
| アクセス権URI | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |||||||||
| 別タイトル | ||||||||||
| その他のタイトル | 多孔質炭素を用いた電気化学キャパシタの高エネルギー密度化 | |||||||||
| 作成者 |
江口, 卓弥
× 江口, 卓弥
× EGUCHI, Takuya
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| 内容記述（抄録） | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | Electric double layer capacitors (EDLCs) are superior to other energy storage devices in terms of power density and lifetime. Li-ion capacitor (LIC), which combines the anode of Li ion batteries (LIBs) with the cathode of EDLC, is also a promising energy storage device. LICs can achieve higher energy densities than EDLCs, although its cycle performance is lower than EDLCs. There is a need to increase the energy density of these electrochemical capacitors because it has been one-order lower than that of LIBs. Porous carbons have been used as both the electrodes of EDLCs and as the cathode of LICs, and can be fabricated from a variety of organic materials. This thesis targets on the enhancement of energy density of electrochemical capacitors using porous carbons, as well as new anodic active material of LICs. Activated carbons (ACs) are the active material that can be produced from biomass resources, and various attempts have been made to produce ACs derived from biomass resources. However, there are still many biomass resources that have not been utilized. In Chapter 2, the fabrication of AC derived from unused biomass resources as the electrode active material for high energy density EDLC is described. Next, in Chapter 3, the potential of high-performance AC as the electrode active material of EDLC is described. Finally, in Chapter 4, enhancement of energy density of LIC using high-performance AC cathode and Si-based anode is described. Conclusively, ACs derived from organic wastes were shown to be useful as the electrode active materials. It was also exhibited that the particle size of the high specific surface area AC was an important factor affecting the performance of the EDLC, and the high specific surface area AC with optimal particle size for high energy density EDLCs was obtained. A high energy density LIC was realized by matching the operating capacity of the LIC that combines the above high specific surface area AC cathode and Si anode. Owing to the present study, electrochemical capacitors are expected to be used as energy storage devices in various fields because they can overcome the drawback of low energy density. In other words, they can contribute to the development of sustainable society. 電気⼆重層キャパシタ（EDLC）は、他の蓄電デバイスよりも出⼒密度や寿命の点で優れている。 また、Li イオン電池（LIB）の負極とEDLCの正極を組み合わせたリチウムイオンキャパシタ（LIC） は、有望なエネルギー貯蔵デバイスとして期待されている。LIC は、EDLC よりも⾼いエネルギー 密度を実現できるが、サイクル性能はEDLC よりも低い。これら電気化学キャパシタのエネルギ ー密度は、LIB に⽐べて⼀桁低いため、より⾼いエネルギー密度が求められている。多孔質炭素 は、EDLC の電極やLIC の正極として⽤いられており、様々な有機材料から作製することが可能 である。本論⽂では、多孔質炭素を⽤いた電気化学キャパシタのエネルギー密度の向上と、LIC の 新しいアノード活物質を対象としている。多孔質炭素である活性炭はバイオマス資源から製造可 能な活物質であり、バイオマス資源由来の活性炭の製造は様々な試みがなされている。しかし、 まだ利⽤されていないバイオマス資源が多く存在する。第2 章では、⾼エネルギー密度EDLC の ための電極活物質としての未利⽤バイオマス資源由来活性炭の製造について述べる。次に第3 章 では，⾼性能活性炭のEDLC の電極活物質としての可能性について述べる。最後に第4 章では、 LIC の⾼エネルギー密度化について述べる。結論として、有機廃棄物由来の多孔質炭素は、電極 活物質として有⽤であることが⽰された。また，⾼⽐表⾯積活性炭の粒⼦径がEDLC の性能に影 響を与える重要な因⼦であることが⽰され，⾼エネルギー密度EDLC に最適な粒⼦径の⾼⽐表⾯ 積活性炭が得られた。その⾼⽐表⾯積活性炭正極とSi 負極を組み合わせたLIC の動作容量を⼀致 させることで、⾼エネルギー密度LIC を実現した。本研究により、電気化学キャパシタは、エネ ルギー密度が低いという⽋点を克服できるため、様々な分野でのエネルギー貯蔵デバイスとして の利⽤が期待でき、持続可能な社会の発展に寄与する。 |
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| 著者版フラグ | ||||||||||
| 出版タイプ | VoR | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 | |||||||||
| 書誌情報 | 発行日 2022-03-22 | |||||||||
| 出版者 | ||||||||||
| 出版者 | 秋田大学 | |||||||||
| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士（工学） | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関識別子Scheme | kakenhi | |||||||||
| 学位授与機関識別子 | 11401 | |||||||||
| 学位授与機関名 | 秋田大学 | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2022-03-22 | |||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第1435号 | |||||||||
