【エネルギー】　単層カーボンナノチューブ電極キャパシタ　−集電体不要、小型・軽量の高性能マイクロキャパシタへの道を開く −産総研

単層カーボンナノチューブ電極キャパシタの高電圧・安定動作を実証

− 集電体が不要なため、小型・軽量の高性能マイクロキャパシタへの道を開く −

概要

独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 野間口 有】（以下「産総研」という）
ナノチューブ応用研究センター【研究センター長 飯島 澄男】
スーパーグロースCNTチーム畠 賢治 研究チーム長、エネルギー技術研究部門【研究部門長 長谷川 裕夫】
エネルギー貯蔵材料グループ 羽鳥 浩章 主任研究員、
学校法人 名城大学大学院 理工学研究科 博士課程 イザディナジャファバディ アリらは、
高純度の単層カーボンナノチューブ(単層CNT)を電極とするキャパシタを試作、その性能を評価し、
従来の活性炭電極キャパシタよりも高い電圧で安定に動作することを確認した。

キャパシタは二次電池とは異なり、電気エネルギーを直接物理的に蓄える長寿命で高出力のデバイスである。
キャパシタのエネルギー密度、パワー密度は動作電圧の自乗に比例するが、
従来の活性炭電極キャパシタは電極の不純物などのため、3 V以上の電圧をかけると寿命が短くなる問題があった。

今回、スーパーグロース法で合成した高純度の単層CNTだけを用いた電極を作製し性能試験を行った。
この電極を用いたキャパシタは、電圧4 Vで動作し、67 Wh/kg の高エネルギー密度、93 kW/kg の高パワー密度を示した。
また1000回の充放電試験後のキャパシタンス（静電容量）の減少率は、活性炭電極を用いたキャパシタが46 %で
あったのに対し、単層CNT電極キャパシタではわずか3.6 %であった。
将来、小型かつ軽量なマイクロキャパシタとして、携帯電子機器やユビキタスデバイスに応用できると考えられる。

本研究は、独立行政法人 科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（CREST）
「プロセスインテグレーションによる機能発現ナノシステムの創製」
【研究総括 独立行政法人 物質・材料研究機構 理事 曽根 純一】研究領域における研究課題「自己組織プロセスにより
創製された機能性・複合CNT素子による柔らかいナノMEMSデバイス」【研究代表者 畠 賢治】の一環として行われ、
詳細は、2010年6月18日（ドイツ時間）にドイツの科学誌「Advanced Materials」オンライン版に掲載された。

▽　ソース　産総研　※発表内容の一部を抜粋の上引用しました。是非全文をご確認下さい。
http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20100621/nr20100621.html

▽　画像　単層CNT電極の走査型電子顕微鏡画像(左)と、集電体なしの単層CNT電極を用いたキャパシタの構造(右)
http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20100621/fig.jpg

▽　関連報道　「カーボン・ナノチューブ電極で出力が10倍」，MITがLiイオン2次電池開発
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20100622/183666/?ST=AT&ref=rss

すげええええ

カーボンナノチューブ
マイクロキャパシタ
スーパーグロースCNTチーム
イザディナジャファバディアリ
スーパーグロース法
ユビキタスデバイス
科学技術振興機構（JST）
戦略的創造研究推進事業 チーム型研究（CREST）
自己組織プロセスにより創製された機能性
・複合CNT素子による柔らかいナノMEMSデバイス


ふむ・・・10％も理解できん。

で、結局何が出来るようになるの？
全く理解できない文系の俺に教えて。

>>3

イザディナジャファバディアリ
↑人名じゃね？

電池の革命が起きる。
↓
電池を使用する様々な機械に革命が起こる

コンデンサーね

研究員の肩書きを読んだだけで挫折してしまった

>>4
とある科学の超電磁砲

電気自動車やハイブリッド車

>>1
あんだって？

民主党の方から来ました

>電圧4 Vで動作し、67 Wh/kg の高エネルギー密度、93 kW/kg の高パワー密度を示した

でも数ミリグラムも使ってないんでしょ？

乾電池大で電気自動車が動かせるようになるかもってこと？

>>4
キャパシタとバッテリーの違いは、キャパシタの場合、
食べたものを脂肪に変換（バッテリーに貯蔵）しなくても保持出来る上に、
充放電がバッテリーに比べてスムーズで速やか。
しかも、今回の成果は、口と肛門を繋げて我慢も出来る。当然小さくなる。
電気回路の一部に組み込めば必要な部分にピンポイントでの割り増し供給も出来るし
逆にビジーな部分から頂戴して待機する事も出来る。

>>14　
自動車とかは大型キャパシタ。これは開発が盛ん
小型のキャパシタは開発進んでなかった

>>1
日本語でおｋ

これなら実用レベルだな

仕分けで廃止、中国に無償譲渡です

キャパシタは言いづらいからキャバクラかヤマシタにしねえか？

67Wh/kgってことは小型EV(16kWh)で240kgくらいか
問題はCNTの量産だな

この先の30年後って絶対にある意味恐ろしい世界になってるよなｗ
戦争とか無くなってて世界中が幸せになってるんだけど何かが違うような

安定して単層のCNTを取り出せれば有望だな。
不均一なCNTの場合でも特性を上げれるのだろうか？

また研究者が行方不明に
いわなきゃ良いのに

中国に独占されているレアメタルを使わずに済むということか

前から電気自動車はキャパシタ使って走ると思ってたんだけど、どうだろ

産総研は単層-複層CNTの分離技術も持ってるし、今回の成果もあるし、理研ビタミンみたいな形でキャパシタの会社作っちゃえYO

>>21
少なくとも、鉛蓄電池の倍のエネルギー密度。
NiCdなみ。出力も、１ｋｇあれば120馬力取り出せる。何か、費用を度外視するような
用途って無いのかな。

これでマザーボードの電解コンデンサ劣化が減るかな？

深夜電力の保存までできるようになれば爆発的に普及するね

CNTのキャパシタって定期的に話題になってるような

>>29
電力会社が総力を挙げて潰しに来るなｗ

>また1000回の充放電試験後のキャパシタンス（静電容量）の減少率は、活性炭電極を用いたキャパシタが46 %で
>あったのに対し、単層CNT電極キャパシタではわずか3.6 %であった。
1000回電源いれたら終わりじゃキャパシタとしては使えないな＞46％
バッテリーとしてなら使えるんだろうけど。
エネループで（ｒｙ

>>31
電力会社は、発電所の稼働率を昼夜で変えたくないので、深夜電力を貯めてもらって
昼夜の使用電力量を均等化させる仕組みは歓迎こそすれ潰そうとはしない。
というか、喜ぶはず。

容量はリチウムの半分もいってないわけか

いやキャパシタだし

充電時間はどれくらいなんだろうか。
しかしキャパシタだからかなり期待できそうだ。

EVでも急速充電で30分かかるバッテリーでは
充電スタンドの効率も悪いだろうしな。

>>27
競技用電動バイクの電源とか。
モトクロスなら15分−20分位しか走らないけど、ダメかな？

コンデンサーとは別物？

>>38
基本的な仕組みとしては同じだけど、大容量のコンデンサをキャパシタと呼ぶ事が多い。
あくまで日本語の問題だけど。

最新の「トランジスタ技術」CQ出版に、コンデンサのことが書いてある。

レーザー兵器に最適じゃね

回生電気を一時的に物理保存して、再発進に利用できるなら、
電池レスハイブリットができると思う。

フライホイール？

>>43
座布団一枚持ってって

技術はぜ〜んぶサムソンが盗みます。

下らない、グラフィンを使うのが正解。

>>42
本田が昔断念した。
瞬間的な入出力に強いのは魅力だけどね。
ライトを常時点灯できるバッテリーレスバイクが作れるかもな。

>>27
実物大エヴァンゲリオン

>>46
お前、グラフィンって言ってみたいだけだろ？ｗ

量産技術が確立してから言おうな。
まずはそれからだ。

>>33
だから、昼夜違わず、しかも風任せの発電をする風力発電は、最近はぶられてる。

カーボンナノチューブ
石綿以上の毒

グラフェンって鉛筆で書くと出来るよ。

なんか、
1のリンクにあるMITのほうがすごくね？と思った。

http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2010.116.html
これが原著論文だな。

と、こっちも日本人がかかわってるかな？
いいことだ。

http://www.nedo.go.jp/iinkai/kenkyuu/houkoku/20h/chukan/07-1.pdf

すげえ！！

日本ケミコンか？

日本ゼオンか？

いつもの凄いキャパシタ出る出る詐欺じゃないのか？

キャパシタは、電圧チェックで正確な蓄電量を計ることができるのがいいよね。
電池は電流チェックしないと量が分かりにくく、電圧低下を検出してメーターが一気に空側に振れることが怖い。

2.5V, 1500Fぐらいのなら普通に手に入る
プリウスの電源みたいに200Vにするには、80個直列につなぐ
そうすると容量が18Fになるので必要な容量まで並列につなぐ
1F=0.7mAhぐらいなので12.6mAhぐらい。
20Aで2時間もつようにしたい場合は40Ah=40,000mAh必要なので
その80個直列につないだコンデンサーのモジュールを
3174個並列に繋げばいい

つまり無理

充電時間がかからないバッテリー代わりのものが出来るわけね？

まあ、ナノチューブ使ってる時点で限界あるわな。
やはりグラフェンの時代！

>>61
ナノチューブみたいに高純度のものを量産する技術がないから
グラフェンはまだまだ先。
そもそもグラフェン自体を作るのに必死になってるレベルじゃ
グラフェンを用いて何か作る、なんて無理。

やっぱ、将来的にはグラフェンなのか、
がばってほしいな
www.physorg.com/news196316695.html
大きな物も作れるみたい

レンホー

開発する金があるなんて無駄です！
開発費を全て子供手当に

グラフェンで電気二重層コンデンサ作れば、Li電池も真っ青になるはず。

当たり前の話だが、それが簡単に作れるのなら、今更だれもLi電池など作らない。

ちなみに、半導体を用いて気相成長法で100立方cm程度（10*10*1）の大きさのキャパシタ作ったら、どれくらいの容量にできるんだろうな？

>>51
石綿みたいに、工場や解体現場から飛散しまくるような使い方を
しなければいいだけだ。　回収が前提、回収が容易として使われている
物質には石綿より危険なものはあるよ

はいはい仕分け仕分け

>>65
グラフェンでできてもエネルギー密度はLi電池は超えないぞ。
出力密度はともかくとして、というか今でも超えてるが。

>>51
石綿と違って、焼却処分できるよ。

安くて損失も小さければ、多少大きくてもいろいろと需要はあるさ。

>>67
最近メディカルトリビューンで白血球が分解できるとかできないとか読んだ気が

毒だ毒だと言っても
バッテリーに使われてるもんとか大抵人体には毒だろ

バッテリー開けてわざわざ口に放り込むんでもなけりゃ平気だろ

突然ですが、韓国のローエンケイ社がグラフィン（新炭素素材）の量産を開始、って本当？

聞いたことない会社から　そこの投資ファンドのパンフが送られてきたけど。

>>74
グラフェンの製造法は色々研究されているし、その会社の製造法も万能ってわけじゃないと思う

２４時間連続で動作する電動オナホも夢ではないということだな。

ぼ、ぼくはキャパシタきよし なんだな

何が何だかわからん。

誰かガンダムで例えてくれ。

>>78
逆襲のキャパシタ

>>78
関節に油差す代わりにマグネットコーティングしたら、
凄く運動性能が向上しましたよ。
量産はまだ出来ないから、試作品どまりだけど。

若しくは、

ジェネレーターの出力向上と、小型ミノフスキードライブの開発で
MSサイズでも亜光速まで加速できる機体を作れる見通しが立ちましたよ。

みたいな。

このカーボンナノチューブは表面が穴だらけだから触媒貯蔵としては丁度いいんだよな。
表面積が活性炭よりも稼げるからキャパシタとして最高の材料になる。

その反面ナノ配線などのデバイス応用には全く向いていない。
ディフェクトが多い、直径が大きすぎる為、物性を測る事が困難になる。
その為、物理屋さんからは見限られてしまった。

カーボンナノチューブというよりは表面積を増やした活性炭といった方が正確である。