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芝浦工業大学電気工学科の松本聡教授は、株式会社MICC TEC（所在地：東京都新宿区、代表取締役：渋谷愛）と共同で、短時間での充放電が可能で大容量の電気を蓄えることのできる蓄電装置（キャパシタ）を開発する要素技術を確立した。グラフェンにリチウムを加えた新材料を電極に用いることで、従来の活性炭を使ったものより約2倍のエネルギーを蓄電できるもの。太陽光や風力発電などの自然の力で発生したエネルギーも無駄なく利用できるほか、電気自動車のブレーキ時に失ってしまう運動エネルギーを蓄電装置に電気エネルギーとして効率的に回収し、モータの駆動エネルギーなどに充てることが期待できる。今後は小型・高性能なキャパシタとして実用化を目指す。
※なお、本技術は1月27日(水)～29日(金)に東京ビッグサイトで開催中の「nano tech 2016」にて展示・紹介している。
「nano tech 2016」 http://www.nanotechexpo.jp/main/index.html
＜背景＞
分子レベルの厚さで構成される2枚の電極の間で電荷が引き合うことによって電気を蓄える「電気二重層」という物理現象を用いたキャパシタは、電気エネルギーを短時間で効率良く充電・放電でき、劣化が少ないという特徴がある。
一方、電池（バッテリー）に比べて、作った電気を長時間連続的に流したり、大容量の電気を蓄えるためには、静電容量を増やす技術が求められている。
＜研究の概要＞
松本教授は、ナノ材料であるグラフェンにリチウムを練り混ぜた新材料（株式会社MICC TECにより開発された還元型酸化グラフェン）を装置の電極に用いることで、大容量の蓄電が可能になることを解明した。電極の隙間にグラフェンが入り込み、表面積が増加することで蓄えられる電力量が増す仕組みである。
また、これを用いたキャパシタを試作して電気特性に関する評価を行い、従来の活性炭を用いたものより約2倍の蓄電に成功した。
これにより、太陽光、風力発電などの需要と供給のバランスが取りにくい自然エネルギーを蓄えることが可能となるほか、電気自動車のバッテリーにキャパシタを追加することにより、ブレーキ操作時に失ってしまう大量の運動エネルギーをモータ稼働用の電気エネルギーに効率良く変換することができ、自動車の省エネ化・性能向上につながると期待されている。
＜今後の展開＞
今後、試作したキャパシタを「急速に充放電ができる、小型・高性能な大容量蓄電装置」として、再生可能エネルギーや電気自動車、電子機器などで実用化できるよう、使用シーンに合わせた電気特性の評価などを進めていく。
▼本件に関する問い合わせ先
芝浦工業大学 経営企画部企画広報課 担当：川野
TEL： 03-5859-7070
E-mail： koho@ow.shibaura-it.ac.jp
新材料を用いて製作した試作キャパシタ。企業と協力して実用化をめざす
キャパシタセルの構造。電極に新材料を使用することで蓄電容量を効率良くUPさせた
大学・学校情報 |
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| 大学・学校名 芝浦工業大学 |
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| URL https://www.shibaura-it.ac.jp/ |
| 住所 東京都江東区豊洲３丁目７−５ |
| 芝浦工業大学は日本屈指の海外学生派遣数を誇るグローバル教育と､多くの学生が参画する産学連携の研究活動が特長の理工系大学です。 東京都と埼玉県に2つのキャンパス（豊洲、大宮）、4学部1研究科を有し、約9千人の学生と約300人の専任教員が所属。 2024年には工学部が学科制から課程制に移行し、従来の教育の在り方を根本から変えていきます。 創立100周年を迎える2027年にはアジア工科系大学トップ10を目指し、教育･研究･社会貢献に取り組んでいます。 |
| 学長（学校長） 山田 純 |
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