ペンシルバニア州立大、電気自動車向けの高性能ガラスキャパシタを開発。日本電気硝子の極薄ガラスリボン使用

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ペンシルバニア州立大学の研究チームが、極薄のガラスリボンを材料とするキャパシタの開発を行っている。特に、日本電気硝子製の10μm厚ガラスリボンを使用したキャパシタが高い性能を示したという。2013年6月6日付けの Energy Technology に論文が掲載されている。

日本電気硝子の10μm厚フレキシブルガラスリボンを広げて見せるポスドク研究者 Mohan Manoharan 氏 (Image: Walt Mills)

研究チームは、様々な組成および厚さの無アルカリガラスを材料とするキャパシタについて、そのエネルギー密度とパワー密度を、商用の高分子キャパシタ(電気自動車で電池からモーターへの電力変換に利用されているもの)と比較した。その結果、日本電気硝子の10μm厚のガラスリボンを用いた場合に、高いエネルギー密度とパワー密度の理想的な組み合わせとなり、最高180℃の温度条件でも高効率の充放電が可能であることが明らかになった。より新しい研究では、温度条件はさらに高くなっているという。

高分子キャパシタの動作温度はもっと低く設計されており、自動車に使用する場合には個別の冷却システムなどが必要とされる。このため、キャパシタ全体の嵩が大きくなってしまう。高温で動作可能なガラスキャパシタが実用化されればシステム全体の小型化と低コスト化につながると考えられる。

研究チームは現在、同大に拠点を持つベンチャー企業 Strategic Polymer Sciences と提携して、低コストなロール・ツー・ロール方式によるガラスキャパシタの製造技術を開発中とのこと。このガラスキャパシタは、35J/ccという高エネルギー密度と同時に高信頼性も有するものであるという。

ガラスを高温ポリマーでコーティングすることによって、エネルギー密度をさらに高める技術の開発も進んでいる。コーティング処理を施すことによって、未処理の場合と比べてエネルギー密度が2.25倍増大する。さらに自己修復能力も備わるとしている。


発表資料

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