車体や建物を充電に使う3Ｄカーボン材料を開発　3Ｄプリンタで強度と機能性を融合し、全く新しいエネルギー貯蔵へ貢献

FRiDの研究代表者である工藤朗助教（材料科学高等研究所）が研究成果のプレスリリースを行いました。

【発表のポイント】

車や建物など自体にエネルギーを貯蔵できるようにする3次元（3D）構造のカーボン材料を開発しました。
光造形3Dプリンティング用の複合材料樹脂を開発し、デジタル設計した構造を維持しつつマクロ・メソ・ナノの階層的多孔質構造を導入した、3Dカーボンマイクロラティス^（注1）を作製しました。
機械的強度に優れるミリメートル厚の構造全体をキャパシタとして実証し、水系・有機系電解質でそれぞれ電極面積あたり11.5F・cm^-2および1.5F・cm^-2の大容量を達成しました。
強度・形状を保つ構造材料と、蓄電機能を持つ機能材料の融合する新技術である「構造的エネルギー貯蔵」^（注2）の実現に貢献します。

【用語解説】

注1. カーボンマイクロラティス
3Dプリンタで作製したジャングルジムなどの周期的格子構造（ラティス）を、不燃雰囲気・高音下で熱処理することで得られる、ほぼ純炭素製の材料。軽量で高強度なだけでなく、炭素由来の機能性を生かした応用が研究されている。

注2. 構造的エネルギー貯蔵
自動車のボディ・パソコンの筐体・飛行の翼及び胴体など、荷重・自重を支えて形状を保つ構造の部分を、エネルギーの貯蔵にも用いる発想。従来エネルギー貯蔵デバイスが占有していた容量や重量を、構造の部分に一体化して省スペース・軽量化を目指す。

詳細は以下リンクをご参照ください。

2023.08.23

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