本間格・東北大学多元物質科学研究所サステナブル理工学センター教授らの研究グループは、安価な有機分子と炭素材料で製造できる水系大容量電気化学キャパシタを開発した。今回の開発は、将来的な大規模蓄電システムなどへの応用が期待されている。

 

　鉛蓄電池は自動車用バッテリーなどに広く活用されているが、瞬間的に取り出せるエネルギー（パワー密度）が小さいという欠点がある、このため、高パワー密度と高エネルギー貯蔵密度を両立できる蓄電デバイスの技術確立が研究されてきた。本間教授らは今回、大容量化が可能と見込まれる電気化学キャパシタに着目。安価な有機分子であるアントラキノン、テトラクロロヒドロキノンを活物質に用いて、電気化学キャパシタを大容量化した。これらの有機分子を炭素材料内部のナノ空間に閉じ込め、大容量と高いサイクル特性が実現できたという。この大容量キャパシタは水溶液電解質で動作し、リチウムイオン電池に使われる有機電解質のように発火する危険性がない。急速充放電試験では、数10秒間で1000W/kgと鉛蓄電池では不可能な出力特性を確認できた。