JP6567660B2 - 蓄電のための装置および関連方法 - Google Patents
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Description
ために、既存の蓄電セルより大きな蓄電容量を有し、かつより小型の蓄電セルを開発するための研究がなされている。
前記第1の電極は酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成され、
前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように構成され、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含む。
酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成される前記第1の電極と、前記第2の電極とを形成することと、
前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように前記電解質を提供することとを含み、前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含む。
前記第1の電極は酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成され、
前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように構成され、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、前記方法は、
前記第1の電極による前記プロトンの生成と、前記第1の電極と前記第2の電極間における対応する電位差の発生とを促進するために、前記周囲環境内の水に前記電解質を暴露させることを含む。
Claims (17)
- 第1の電極、第2の電極、および電解質を備える装置であって、
前記第1の電極は酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成され、
前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように構成され、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、
前記第1の電極と前記電解質の一方または両方が前記周囲環境内の水に暴露されるようにするべく、前記装置は、
・ 覆われない、又は密閉されないか、
・ 透水性及び/又は通気性の材料内に収容されるか、
・ 開閉可能な部分を有するケースに収容されるか、
・ 水源を備える、
の少なくともいずれかである、装置。 - 前記第1の電極および前記第2の電極は、互いの間の界面において相互に接合部を形成するように構成され、前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極の前記接合部と接触している、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の電極は、酸化グラフェン、還元酸化グラフェン、水酸化カリウム、ポリ(3,4‐エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸、塩基、および伝導性ポリマーの1つまたは複数を含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記室温のイオン性流体は、−100℃〜+100℃、−50℃〜+50℃、+15℃〜+35℃、および+20℃〜+27℃のいずれかの温度範囲内において、液体またはゲルである、請求項1から3のいずれかに記載の装置。
- 前記室温のイオン性流体は、トリエチルスルホニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドを含む、請求項1から4のいずれかに記載の装置。
- 前記室温のイオン性流体は、1‐ブチル‐3‐メチル‐イミダゾリウムを含む、請求項1から5のいずれかに記載の装置。
- 前記室温のイオン性流体は、トリオクチルメチルアンモニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドを含む、請求項1から6のいずれかに記載の装置。
- 前記電解質は、前記第1の電極から前記第2の電極へのプロトンの流れを支援する、および/または前記室温のイオン性流体による前記周囲環境からの水の吸収を促進するように構成された1つまたは複数の塩類をさらに含む、請求項1から7のいずれかに記載の装置。
- 前記室温のイオン性流体は、陽イオンおよび陰イオンを含み、前記陽イオンは前記陰イオンよりも実質的にサイズが大きい、請求項1から8のいずれかに記載の装置。
- 前記第1の電極および前記第2の電極とそれぞれ接触し、前記電極それぞれと前記外部回路との間に電気経路を提供するように構成される集電体をさらに備える、請求項1から9のいずれかに記載の装置。
- バッテリ、キャパシタ、スーパーキャパシタ、バッテリ/キャパシタハイブリッドである、請求項1から10のいずれかに記載の装置。
- 第1の電極、第2の電極、および電解質を備える装置を製造する方法であって、
酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成される前記第1の電極と、前記第2の電極とを形成することと、
前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように前記電解質を具備させることと、
を含み、前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、
さらに前記方法は、前記第1の電極と前記電解質の一方または両方が前記周囲環境内の水に暴露されるようにするべく、
・ 前記装置を覆わない、又は密閉しないこと、
・ 前記装置を透水性及び/又は通気性の材料内に収容すること、
・ 前記装置を開閉可能な部分を有するケースに収容すること、
・ 前記装置に水源を設けること、
の少なくともいずれかを含む、
方法。 - 装置を用いて電位差を生じさせる方法であって、前記装置は第1の電極、第2の電極、および電解質を備え、
前記第1の電極は酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成され、
前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように構成され、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、前記方法は、
前記第1の電極による前記プロトンの生成と、前記第1の電極と前記第2の電極間における対応する電位差の発生とを促進するために、前記周囲環境内の水に前記電解質を暴露させることを含み、ここで前記暴露させることは、
・ 前記装置を覆わない、又は密閉しないこと、
・ 前記装置を透水性及び/又は通気性の材料内に収容すること、
・ 前記装置を開閉可能な部分を有するケースに収容すること、
・ 前記装置に水源を設けること、
の少なくともいずれかを含む、
方法。 - 第1の電極、第2の電極、および電解質を備える装置を製造する方法であって、
酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成される前記第1の電極と、前記第2の電極とを形成することと、
前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように前記電解質を具備させることと、
を含み、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、
前記第1の電極および前記第2の電極は、それぞれ対応する第1の酸化グラフェンインクおよび第2の酸化グラフェンインクから形成され、前記第1の酸化グラフェンインクのpHは前記第2の酸化グラフェンインクのpHよりも低い、
方法。 - 前記第1の酸化グラフェンインクのpHは1〜4であり、前記第2の酸化グラフェンインクのpHは13〜14である、請求項14に記載の方法。
- 装置を用いて電位差を生じさせる方法であって、
前記装置は第1の電極、第2の電極、および電解質を備え、
前記第1の電極は酸化グラフェンを含み、水が存在するとプロトンを生成し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に電位差を生じさせるように構成され、
前記電解質は、前記第1の電極と前記第2の電極が外部回路によって接続されるときに、前記生成されたプロトンを前記第1の電極から前記第2の電極へと流すことができるように構成され、
前記電解質は、前記プロトンの生成を促進するために、周囲環境から水を吸収し、この水を前記第1の電極に供給するように構成される室温のイオン性流体を含み、
前記方法は、
前記第1の電極による前記プロトンの生成と、前記第1の電極と前記第2の電極間における対応する電位差の発生とを促進するために、前記周囲環境内の水に前記電解質を暴露させることを含み、
ここで前記第1の電極および前記第2の電極は、それぞれ対応する第1の酸化グラフェンインクおよび第2の酸化グラフェンインクから形成され、前記第1の酸化グラフェンインクのpHは前記第2の酸化グラフェンインクのpHよりも低い、
方法。 - 前記第1の酸化グラフェンインクのpHは1〜4であり、前記第2の酸化グラフェンインクのpHは13〜14である、請求項16に記載の方法。
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