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監修の辞 |
序 |
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第1章 電気化学キャパシタとは |
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電気二重層キャパシタの歴史 |
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1. | 電気を蓄える機器 |
2. | 各種のキャパシタ |
3. | 電極/電解液界面の電気二重層構造 |
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4. | 電気二重層キャパシタの開発と進展 |
5. | 金属酸化物電極を用いる電気化学キャパシタ |
6. | 将来展望 |
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電気化学キャパシタの基本構成と原理 |
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1. | はじめに |
2. | 電気化学キャパシタの特徴 |
3. | 電気化学キャパシタの種類 |
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4. | 電気二重層キャパシタの基本構成 |
5. | レドックスキヤパシタの基本構成 |
6. | エネルギーデバイスとしての電気化学キャパシタ |
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第2章 電気二重層キャパシタ |
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電気二重層キャパシタの種類と構成材料 |
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1. | はじめに |
2. | キャパシタの基本構成 |
3. | キャパシタの種類 |
4. | 分極性電極 |
5. | 集電電極 |
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6. | 電解液 |
7. | セパレータ |
8. | 全体構成 |
9. | 今後の動向/大型化と面実装,鉛フリー対応 |
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炭素材料 |
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1. | 炭素材料の構造と特性 |
1.1. | はじめに |
1.2. | 主な炭素同素体とその特性 |
1.3. | sp2炭素の組織構造と特性 |
1.4. | 電気二重層キャパシタの電極材料としての炭素 |
1.5. | おわりに |
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2. | 多孔性炭素材料の細孔構造と電気二重層容量 |
2.1. | はじめに |
2.2. | 電気二重層容量の評価 |
2.3. | メソポーラス活性炭素繊維の細孔径分布 |
2.4. | メソポーラス活性炭素繊維の電気二重層容量 |
2.5. | おわりに |
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電解質材料 |
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1. | 設計と基本,ゲル系電解質 |
1.1. | はじめに |
1.2. | 共通する基本的な考え方 |
1.3. | 水系 |
1.4. | 非水系 |
1.5. | ゲル電解質系 |
1.5.1. | ゲル電解質とは |
1.5.2. | ゲル電解質の一般的特性 |
1.5.3. | 光重合型ゲル電解質 |
1.5.4. | 加熱調製ゲル電解質 |
1.5.5. | 溶液系より優れるゲル電解質の長所のまとめ |
1.5.6. | ゲル電解質を適用したキャパシタデバイスの実例 |
2. | 実際のキャパシタの系 |
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2.1. | はじめに |
2.2. | 電解液の概要 |
2.2.1. | 電解液の役割 |
2.2.2. | 電解液の要求性能 |
2.2.3. | 非水系電解液の特徴 |
2.3. | 各種非水系電解液の特性 |
2.3.1. | 二重層容量 |
2.3.2. | 酸化還元電位 |
2.3.3. | 電気伝導率 |
2.3.4. | 溶解性 |
2.4. | 最近の開発動向 |
2.5. | おわりに |
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電気二重層の理論 |
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1. | 電気二重層構造の解析 |
1.1. | はじめに |
1.2. | 電気二重層の理論 |
1.2.1. | ギブスの吸着等温式 |
1.2.2. | 拡散二重層内のイオンの分布 |
1.2.3. | 電気毛管曲線と静電容量 |
1.2.4. | 実測できる量と実測できない量 |
1.3. | 電気二重層のモデルと静電容量 |
1.3.1. | グーイ‐チャツプマン‐ステルンモデル |
1.3.2. | グラハムおよびデバナサンモデル |
1.3.3. | ボックリス‐デバナサン‐ミュラーモデル |
1.3.4. | その他のモデル |
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1.3.5. | 静電容量の解析例 |
2. | 電気二重層キャパシタの電荷蓄積モデル構築のための基礎 |
2.1. | はじめに |
2.2. | 溶媒和イオンとその構造 |
2.3. | 細孔の特異なポテンシャル場 |
2.4. | ミクロ細孔内分子集団の特異構造 |
2.4.1. | ミクロ細孔内での水の構造 |
2.4.2. | ミクロ細孔内におけるアルコールの構造 |
2.4.3. | ミクロ細孔内における二酸化硫黄の構造 |
2.5. | 電荷蓄積モデル構築のために |
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第3章 レドックスキャパシタ |
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レドックスキャパシタの種類と構成材料 |
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1. | はじめに |
2. | 金属酸化物電極系レドックスキャパシタの蓄電機構 |
3. | 導電性高分子のエネルギー貯蔵原理 |
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4. | 導電性高分子を用いたレドックスキャパシタの三つのタイプ |
5. | 新しい電荷貯蔵機構のレドックスキャパシタ |
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金属酸化物電極を用いる系 |
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1. | はじめに |
2. | 酸化ルテニウム系 |
2.1. | 結晶性酸化ルテニウム系 |
2.2. | 水和酸化ルテニウム |
2.3. | 結晶性のルテニウム系酸化物超微粒子 |
3. | 酸化チタン系 |
4. | 酸化バナジウム系 |
5. | 酸化マンガン系 |
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6. | 酸化コバルト系 |
7. | 酸化ニッケル系 |
8. | 酸化タングステン系 |
9. | 窒化モリブデン系 |
10. | 炭素材料とのハイブリッド(a- ・/C,/C,/C) |
11. | ソリッドステート化の試み |
12. | 今後の課題 |
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有機・高分子・超分子材料 |
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1. | はじめに |
2. | レドックスキャパシタ用有機材料の変遷一新材料への展開− |
2.1. | ポリピロール |
2.2. | ポリアニリン |
2.3. | ポリチオフェンとその誘導体 |
2.4. | π共役系導電性高分子を用いたレドックスキャパシタ |
3. | 高サイクル性レドックスキャパシタ用新規有機系材料 |
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3.1. | 良好なサイクル特性を有する大容量有機超分子オリゴマー |
3.2. | 有機超分子電荷移動錯体オリゴマー |
3.3. | 有機/無機電気活性ナノコンポジット |
3.4. | 高い作動電圧が得られるポリインドール系導電性高分子正極材料 |
4. | おわりに |
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第4章 電気化学キャパシタの特性と用途 |
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水溶液電解液電気二重層キャパシタ |
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1. | はじめに |
2. | 基本構造 |
2.1. | 水溶液系電気二重層キャパシタの特徴 |
2.2. | 基本セルの構造と特性 |
3. | 小型電気二重層キャパシタ |
3.1. | 小型電気二重層キャパシタ |
3.2. | 薄型電気二重層キャパシタ |
4. | 大型電気二重層キャパシタ |
4.1. | 固体活性炭電極 |
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4.2. | 固体活性炭電極を用いた電気二重層キャパシタの構造 |
4.3. | ハイパワ一夕イプ電気二重層キャパシタ |
4.4. | 高エネルギータイプ電気二重層キャパシタ |
5. | 応用例 |
5.1. | 電池の長寿命化 |
5.2. | 船舶エンジン始動 |
5.3. | 太陽電池用電源 |
6. | おわりに |
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有機電解液電気二重層キャパシタ |
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1. | 有機電解液を用いる電気二重層キャパシタ その1 |
1.1. | キャパシタの製造方法と構成 |
1.1.1. | コイン型キャパシタ |
1.1.2. | 捲回型キャパシタ |
1.1.3. | 大電流用捲回型キャパシタ |
1.2. | キャパシタの特性 |
1.3. | 有機系キャパシタ特性の支配因子 |
1.3.1. | 活性炭電極 |
1.3.2. | 電解液 |
1.3.3. | 集電体,セパレータ,ハウジング構成 |
1.4. | 有機系キャパシタの特徴 |
1.5. | キャパシタの用途 |
1.5.1. | 低負荷分野 |
1.5.2. | 高負荷分野 |
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2. | 有機電解液を用いる電気二重層キャパシタ その2 |
2.1. | はじめに |
2.2. | 材料 |
2.2.1. | 電解液 |
2.2.2. | 電極材料 |
2.2.3. | その他の材料 |
2.3. | EDLCの構造,製造プロセス,特性 |
2.3.1. | 小容量EDLC,中容量EDLC |
2.3.2. | 大容量EDLC |
2.4. | EDLCの用途 |
2.4.1. | 小容量EDLC,中容量EDLCの用途 |
2.4.2. | 大容量EDLCの用途 |
2.5. | おわりに |
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導電性高分子を用いた電気化学キャパシタの実際 |
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1. | 電気化学キャパシタの用途 |
1.1. | 太陽電池との組み合わせ |
1.2. | RFモジュールなど比較的小電力(〜50mAh程度)回路モジュールに対する電力供給 |
1.3. | 自動車関係 |
1.3.1. | エネルギー回生用途 |
1.3.2. | 低温時のバッテリー,燃料電池サポート |
1.4. | 小型携帯機器の負荷変動吸収による駆動時間延長 |
1.5. | 非常時のバックアップ電源用途 |
1.6. | 各種鉛蓄電池の代替用途 |
2. | 導電性高分子を利用する場合のメリット,デメリット |
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3. | ポリアニリンを用いた電気化学キャパシタ |
4. | プロトン交換型導電性高分子を用いた電気化学キャパシタ |
5. | ポリインドール,ポリキノキサリンの電極材料としての性質 |
5.1. | 正極材料インドール三量体 |
5.2. | 負極材料ポリフェニルキノキサリン |
5.3. | 両材料の酸水溶液中での耐久性 |
5.4. | 充放電特性 |
5.4.1. | 大電流充放電特性の改善 |
5.4.2. | 大電流充電特性 |
6. | おわりに |
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第5章 大容量電気化学キャパシタの開発動向と課題 |
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電気二重層キャパシタの開発動向(1) |
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1. | はじめに |
2. | 電気二重層キャパシタ |
3. | 二次電池との比較 |
4. | 開発現状 |
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5. | パワー用EDLCはどこまで可能か |
6. | パワーキャパシタ研究の新展開 |
7. | おわりに |
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電気二重層キャパシタの開発動向(2) |
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1. | はじめに |
2. | 電力用電気二重層キャパシタの開発の現状 |
3. | 電力用途への適用事例 |
3.1. | 自動車用電源 |
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3.2. | 自然エネルギー利用電源システム |
4. | 電気二重層キャパシタ特性の向上の可能性 |
5. | おわりに |
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レドックスキャパシタの開発動向 |
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1. | 開発動向 |
2. | 金属酸化物を利用したレドックスキャパシタ |
2.1. | 電気化学的な方法 |
2.2. | 熱分解法 |
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3. | 導電性高分子を利用したレドックスキャパシタ |
4. | ポリアセンを用いた電気化学キャパシタ |
5. | ポリチオフェン誘導体を用いた電気化学キャパシタ |
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電気二重層キャパシタを応用したハイブリッド商用車 |
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1. | はじめに |
2. | キャパシタと電子回路を組み合わせた蓄電システムECSについて |
3. | ハイブリッド商用車 |
3.1. | ブレーキエネルギーの高効率回生 |
3.2. | キャパシタ蓄電装置の特徴 |
3.2.1. | 実用の出力密度が大きいこと |
3.2.2. | 耐久寿命が長いこと |
3.2.3. | 安全性が高いこと |
3.3. | キャパシタ・ハイブリッド・バス |
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3.3.1. | クリーンで高効率・低燃費 |
3.3.2. | ハイブリッドシステム・レイアウト |
3.3.3. | キャパシタセル |
3.3.4. | キャパシタモジュール |
3.3.5. | 充電電圧の均等化 |
3.3.6. | キャパシタ蓄電電力の有効利用 |
3.3.7. | キャパシタ効率および燃費改善効果 |
3.4. | キャパシタ・ハイブリッドトラック |
3.5. | キャパシタ蓄電システムの自動車への応用性 |
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電気二重層キャパシタの開発動向と課題 |
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1. | はじめに |
2. | 各種コンデンサの生産数量とEDLCの生産推移と予測 |
2.1. | 各種コンデンサの売上の推移 |
2.2. | EDLCの売上の推移 |
3. | EDLCの実用化の歴史と将来展望 |
4. | 電気二重層キャパシタの新しい動向と課題 |
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4.1. | 小型の動向 |
4.2. | 中型の動向 |
4.3. | 大型の動向 |
4.4. | EDLCの将来展望と主な課題 |
4.4.1. | 電気二重層キャパシタの進出企業と大型化の動向 |
4.4.2. | EDLCの売上低調の概要と課題 |
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あとがき |
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