キャパシタの基礎と高エネルギー密度化・高電圧化に向けた開発動向

脱炭素社会の実現が国際社会のキーワードになっています。その実現のためには従来の化石燃料中心の社会からの構造変革が求められています。例えば、化石燃料を用いた発電から太陽光発電や風力発電等の再生可能エネルギーへの大幅な転換、電動車の推進等です。電池やキャパシタ等のエネルギーデバイスはそれらを実現するためのキー技術の一つです。 　電気二重層キャパシタ (EDLC) はリチウムイオン電池 (LIB) 等の二次電池に比べて高入出力、長寿命、高安全性、低温から高温までの広い作動温度範囲を持つ優れた蓄電デバイスです。しかし、その課題はよく知られているように低いエネルギー密度にあります。エネルギー密度を高めたEDLCを実現できると、応用製品の幅はHEV等の電動車を含めて大きく広がることが予想できます。この課題を解決するために、EDLCとLIBの技術を融合させたリチウムイオンキャパシタ (LIC) が商品化されていますが、エネルギー密度と寿命がトレードオフの関係にあり、大きな市場を得られていないのが実情だと思います。このLICやEDLCのエネルギー密度向上を阻む最大の課題は活性炭です。 　本講演では、この課題を解決するために活性炭を使用しない新しいキャパシタ技術開発の実例を紹介し、キャパシタの高エネルギー密度化への方向性をお話しさせて頂きます。

1. 背景:脱炭素を踏まえた蓄電デバイス・キャパシタの概況
   1. 蓄電デバイスの歴史
   2. キャパシタの市場動向
      • 用途
      • 市場規模
      • プレイヤー
   3. キャパシタの原理
   4. 各種蓄電デバイスの性能比較とキャパシタの特徴
   5. 「スーパーキャパシタ」とは何か?
2. 活性炭電極を用いた電気二重層キャパシタ (EDLC)
   1. 活性炭電極を用いたキャパシタの特徴
   2. 活性炭電極を用いたキャパシタの課題 (キャパシタのエネルギー密度を高めるためには?)
3. 脱活性炭電極を用いたアドバンストキャパシタ
   1. 脱活性炭電極を用いたアドバンストキャパシタの開発コンセプト
   2. 多孔質金属電極の特徴と研究事例
   3. メソ孔炭素材料の特徴と研究事例
4. 黒鉛電極を用いた新型キャパシタ (高電圧、高エネルギー密度化を目指して)
   1. 黒鉛正極の特徴と今後の課題
   2. 黒鉛正極を用いたハイブリッドキャパシタの特徴・課題
   3. 黒鉛正極を用いたデュアルイオンバッテリーの特徴・課題
   4. 更なる改善に向けて
5. 今後の展望
• 質疑応答