JP7387624B2 - 珪藻エネルギー貯蔵デバイス - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年１月９日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国仮出願第６１／７５０７５７号及び２０１２年７月１８日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国仮出願第６１／６７３１４９号の優先権を主張する２０１３年７月１７日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名刺用の米国特許出願第１３／９４４２１１号の一部継続出願である２０１３年８月５日出願の「Ｈｉｇｈ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｒｅａ Ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国仮出願第６１／８６２４６９号の優先権を主張する２０１４年１月２２日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第１４／１６１６５８号の一部継続出願である２０１５年６月２２日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第１４／７４５７０９号の継続出願である２０１７年１月１３日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第１５／４０６４０７号の継続出願である２０１７年１１月９日出願の「Ｄｉａｔｏｍａｃｅｏｕｓ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」との名称の米国特許出願第１５／８０８７５７号の一部継続出願の優先権を主張し、それら各出願は全体が参照として本願に組み込まれる。
本願は、エネルギー貯蔵デバイスに係り、特に珪藻の被殻を備えるエネルギー貯蔵デバイスに関する。
珪藻として、典型的に単細胞真核生物、例えば単細胞藻類が挙げられる。珪藻は自然界に豊富に存在し、淡水と海洋環境との両方において見つけることができる。一般的には、珪藻は、帯片を備える接続領域を介して互いに合わさった二つの殻を有する被殻に覆われている。珪藻土（珪藻岩としても知られている）は被殻の源である。珪藻土は、化石化した被殻を備え、濾過剤、塗料やプラスチックの充填材、吸着剤、猫トイレや研磨材等の多様な応用において使用可能である。
被殻は、アルミナ、酸化鉄、酸化チタン、リン酸塩、石灰、ナトリウム及び／又はカリウムと共に顕著な量のシリカ（ＳｉＯ２）を備えることが多い。被殻は典型的には電気絶縁性である。被殻は、多様な寸法、表面特徴、形状及び他の特質を備えるものであり得る。例えば、被殻は多様な形状を備え得て、円筒状、球形、円板状、角柱状が挙げられるがこれらの限定されるものではない。被殻は対称な形状又は非対称な形状を有する。珪藻は、被殻の形状及び／又は対称性に従って分類可能であり、例えば、放射相称の有無に基づいて被殻が分類される。被殻は、略１マイクロメートル未満から略数百マイクロメートルまでの範囲内の寸法を有し得る。被殻は、多様な多孔率も備え得て、多数の細孔やスリットを有する。被殻の細孔やスリットは形状、サイズ及び／又は密度が異なり得る。例えば、被殻は、略５ｎｍから略１０００ｎｍまでの寸法を有する細孔を備え得る。
被殻は、例えば、その被殻の寸法、被殻形状、多孔率、及び／又は物質組成に起因して顕著な機械的強度やせん断応力抵抗性を備え得る。
国際公開第２０１４／１０６０８８号 米国特許出願公開第２０１２／０１６１１９５号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０３０２３７３号明細書
電池（例えば、再充電可能な電池）、燃料電池、キャパシタ及び／又はスーパーキャパシタ（例えば、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ，ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｏｕｂｌｅ‐ｌａｙｅｒ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、疑似キャパシタ、対称キャパシタ）等のエネルギー貯蔵デバイスを、エネルギー貯蔵デバイスの少なくとも一つの層に埋め込まれた被殻を用いて製造し得る。被殻を、選択された形状、寸法、多孔率、物質、表面特徴及び／又は他の適切な被殻特質（均一又は実質的に均一であるか、又は異なるものであり得る）を有するように分類し得る。被殻は、被殻表面改質構造体及び／又は物質を含み得る。エネルギー貯蔵デバイスは、電極、セパレータ及び／又は集電体等の層を含み得る。例えば、セパレータが第一電極と第二電極との間に位置し得て、第一集電体が第一電極に結合し得て、第二集電体が第二電極に結合し得る。セパレータと第一電極と第二電極とのうち少なくとも一つが被殻を含み得る。エネルギー貯蔵デバイスの少なくとも一部に被殻を含むことで、印刷技術（スクリーン印刷、ロールツーロール印刷、インクジェット印刷及び／又は他の適切な印刷プロセス等）を用いてエネルギー貯蔵デバイスを製造するのに役立ち得る。被殻はエネルギー貯蔵デバイス層の構造的支持を与え、また、エネルギー貯蔵デバイス層が製造及び／又は使用中における均一な又は実質的に均一な厚さを維持するのに役立ち得る。多孔質な被殻は、電子又はイオン種の妨げられていない又は実質的に妨げられていない流れを可能にする。表面構造体又は物質を含む被殻は、層の導電性を増大させ得る。
一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスは第一電極と、第二電極と、第一電極と第二電極との間のセパレータとを備える。第一電極と第二電極とセパレータとのうち少なくとも一つが被殻を含む。
一部実施形態では、セパレータが被殻を含む。一部実施形態では、第一電極が被殻を含む。一部実施形態では、セパレータ及び第一電極が被殻を含む。一部実施形態では、第二電極が被殻を含む。一部実施形態では、セパレータ及び第二電極が被殻を含む。一部実施形態では、第一電極及び第二電極が被殻を含む。一部実施形態では、セパレータ、第一電極及び第二電極が被殻を含む。
一部実施形態では、被殻は実質的に均一な性質を有する。一部実施形態では、性質は形状、例えば、円筒、球、円板、又は角柱等を備える。一部実施形態では、性質は寸法、例えば、直径、長さ、最長軸等を備える。一部実施形態では、性質は多孔率を備える。一部実施形態では、性質は機械的強度を備える。
一部実施形態では、被殻は表面改質構造体を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は導電性物質を含む。一部実施形態では、導電性物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は半導体を備える。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体はナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、被殻は表面改質物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は導電性物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質はＺｎＯを含む。一部実施形態では、表面改質物質は半導体を含む。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、第一電極は導電性充填材を備える。一部実施形態では、第二電極は導電性充填材を備える。一部実施形態では、第一電極及び第二電極は導電性充填材を備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラファイト状炭素を備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラフェンを備える。一部実施形態では、導電性充填材はカーボンナノチューブを備える。
一部実施形態では、第一電極は接着物質を備える。一部実施形態では、第二電極は接着物質を備える。一部実施形態では、第一電極及び第二電極は接着物質を備える。一部実施形態では、セパレータは接着物質を備える。一部実施形態では、第一電極及びセパレータは接着物質を備える。一部実施形態では、第二電極及びセパレータは接着物質を備える。一部実施形態では、第一電極、第二電極及びセパレータは接着物質を備える。一部実施形態では、接着物質はポリマーを備える。
一部実施形態では、セパレータは電解質を備える。一部実施形態では、電解質はイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、電解質は電解質ゲルを備える。
一部実施形態では、デバイスは、第一電極と電気的にやりとりする第一集電体を備える。一部実施形態では、デバイスは、第二電極と電気的にやりとりする第二集電体を備える。一部実施形態では、デバイスは、第一電極と電気的にやりとりする第一集電体と、第二電極と電気的にやりとりする第二集電体とを備える。
一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはスーパーキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスは電池を備える。
一部実施形態では、システムは、互いの上に積層させた複数の上記印刷エネルギー貯蔵デバイスを備える。一部実施形態では、電気デバイスは上記印刷エネルギー貯蔵デバイス又は上記システムを備える。
一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイス用の膜は被殻を備える。
一部実施形態では、被殻は実質的に均一な性質を有する。一部実施形態では、性質は形状、例えば、円筒、球、円板、又は角柱等を備える。一部実施形態では、性質は寸法、例えば、直径、長さ、最長軸等を備える。一部実施形態では、性質は多孔率を備える。一部実施形態では、性質は機械的強度を備える。
一部実施形態では、被殻は表面改質構造体を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は導電性物質を含む。一部実施形態では、導電性物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は半導体を備える。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体はナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、被殻は表面改質物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は導電性物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質はＺｎＯを含む。一部実施形態では、表面改質物質は半導体を含む。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、膜は導電性充填材を更に備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラファイト状炭素を備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラフェンを備える。
一部実施形態では、膜は接着物質を更に備える。一部実施形態では、接着物質はポリマーを備える。
一部実施形態では、膜は電解質を更に備える。一部実施形態では、電解質はイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、電解質は電解質ゲルを備える。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは上記膜を備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはスーパーキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスは電池を備える。一部実施形態では、システムは、互いに上に積層させた複数の上記エネルギー貯蔵デバイスを備える。一部実施形態では、電気デバイスは上記印刷エネルギー貯蔵デバイス又は上記システムを備える。
一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法は、第一電極を形成することと、第二電極を形成することと、第一電極と第二電極との間にセパレータを形成することとを備える。第一電極と第二電極とセパレータとのうち少なくとも一つが被殻を含む。
一部実施形態では、セパレータが被殻を含む。一部実施形態では、セパレータを形成することは、被殻の分散体を形成することを含む。一部実施形態では、セパレータを形成することは、セパレータをスクリーン印刷することを含む。一部実施形態では、セパレータを形成することは、被殻の膜を形成することを含む。一部実施形態では、セパレータを形成することは、セパレータを含む膜をロールツーロール印刷することを含む。
一部実施形態では、第一電極が被殻を含む。一部実施形態では、第一電極を形成することは、被殻の分散体を形成することを含む。一部実施形態では、第一電極を形成することは、第一電極をスクリーン印刷することを含む。一部実施形態では、第一電極を形成することは、被殻の膜を形成することを含む。一部実施形態では、第一電極を形成することは、第一電極を含む膜をロールツーロール印刷することを含む。
一部実施形態では、第二電極が被殻を含む。一部実施形態では、第二電極を形成することは、被殻の分散体を形成することを含む。一部実施形態では、第二電極を形成することは、第二電極をスクリーン印刷することを含む。一部実施形態では、第二電極を形成することは、被殻の膜を形成することを含む。一部実施形態では、第二電極を形成することは、第二電極を含む膜をロールツーロール印刷することを含む。
一部実施形態では、本方法は性質に従って被殻を分類することを更に備える。一部実施形態では、性質は、形状と寸法と物質と多孔率とのうち少なくとも一種を備える。
一部実施形態では、インクは溶液と、溶液中に分散した被殻とを備える。
一部実施形態では、被殻は実質的に均一な性質を有する。一部実施形態では、性質は形状、例えば、円筒、球、円板、又は角柱等を備える。一部実施形態では、性質は寸法、例えば、直径、長さ、最長軸等を備える。一部実施形態では、性質は多孔率を備える。一部実施形態では、性質は機械的強度を備える。
一部実施形態では、被殻は表面改質構造体を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は導電性物質を含む。一部実施形態では、導電性物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む。一部実施形態では、表面改質構造体は半導体を備える。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質構造体はナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質構造体は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、被殻は表面改質物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は導電性物質を備える。一部実施形態では、表面改質物質は銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質はＺｎＯを含む。一部実施形態では、表面改質物質は半導体を含む。一部実施形態では、半導体はシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の外部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面上に存在する。一部実施形態では、表面改質物質は被殻の内部表面及び外部表面上に存在する。
一部実施形態では、インクは導電性充填材を更に備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラファイト状炭素を備える。一部実施形態では、導電性充填材はグラフェンを備える。
一部実施形態では、インクは接着物質を更に備える。一部実施形態では、接着物質はポリマーを備える。
一部実施形態では、インクは電解質を更に備える。一部実施形態では、電解質はイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、電解質は電解質ゲルを備える。
一部実施形態では、デバイスは上記インクのうち少なくとも一種を備える。一部実施形態では、デバイスは印刷エネルギー貯蔵デバイスを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスはスーパーキャパシタを備える。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイスは電池を備える。
珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることを備え得る。有機汚染物質と無機汚染物質との少なくとも一方を除去し得る。珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を表面活性剤中に分散させることを更に備え得て、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減する。本方法は、ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することを備え得る。
一部実施形態では、少なくとも一つの共通の特性は寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一種を含み得る。寸法は長さと直径とのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分を抽出する方法は、固体混合物の粒子寸法を低減することを備え得る。粒子寸法を低減することは、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることの前であり得る。一部実施形態では、粒子寸法を低減することは、固体混合物をすり潰すことを備え得る。固体混合物をすり潰すことは、乳鉢及び乳棒と、ジャーミルと、岩石粉砕機とのうち少なくともひとつに固体混合物を適用することを含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出し得る。固体混合物の成分を抽出することは、固体混合部を篩分けすることを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを備え得る。例えば、第一珪藻被殻部分は複数の破損していない珪藻被殻部分を備え得る。第二珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分類することは、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備え得る。濾過は、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、攪拌を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、振盪を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、バブリングを備え得る。
濾過は複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを含み得る。例えば、篩は略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズ（例えば略７マイクロメートル）を有し得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、洗浄された珪藻被殻部分を得ることを含み得る。洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。一部実施形態では、洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。
洗浄溶媒を除去し得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。複数の珪藻被殻部分を沈降させることは、遠心分離を備え得る。一部実施形態では、遠心分離は大規模処理に適した遠心分離を適用することを備え得る。一部実施形態では、遠心分離は、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一種を適用することを備え得る。
一部実施形態では、分散溶媒と洗浄溶媒とのうち少なくとも一方は水を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒中に分散させることと、複数の珪藻被殻部分を表面活性剤中に分散させることとのうち少なくとも一方は、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備え得る。
表面活性剤はカチオン性表面活性剤を備え得る。例えば、カチオン性表面活性剤は、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備え得る。
表面活性剤は非イオン性表面活性剤を備え得る。例えば、非イオン性表面活性剤は、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることを備え得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの前であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの後であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることと少なくとも部分的に同時であり得る。添加成分は塩化カリウムと塩化アンモニウムと水酸化アンモニウムと水酸化ナトリウムとのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分散させることは、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。漂白剤は過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を含み得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水を備える容器中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備え得る。一部実施形態では、無機汚染物質を除去することは、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備え得る。塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることは、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中に複数の珪藻被殻部分を混合することを含み得る。例えば、混合は略２０分から略４０分までの持続期間にわたり得る。
複数の珪藻被殻部分を抽出する方法は、ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することを含み得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることを備え得る。一部実施形態では、本方法は、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することを備え得る。一部実施形態では、本方法は、複数の珪藻被殻部分を表面活性剤中に分散させることを備え得て、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減する。
少なくとも一つの共通の特性は寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一種を含み得る。寸法は長さと直径とのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分を抽出する方法は、固体混合物の粒子寸法を低減することを備え得る。固体混合物の粒子寸法を低減することは、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることの前であり得る。一部実施形態では、粒子寸法を低減することは、固体混合物をすり潰すことを備え得る。固体混合物をすり潰すことは、乳鉢及び乳棒と、ジャーミルと、岩石粉砕機とのうち少なくともひとつに固体混合物を適用することを含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出し得る。固体混合物の成分を抽出することは、固体混合部を篩分けすることを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを備え得る。例えば、第一珪藻被殻部分は複数の破損していない珪藻被殻部分を備え得る。第二珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分類することは、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備え得る。濾過は、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、攪拌を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、振盪を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、バブリングを備え得る。
濾過は複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを含み得る。例えば、篩は略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズ（例えば略７マイクロメートル）を有し得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、洗浄された珪藻被殻部分を得ることを含み得る。洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。一部実施形態では、洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。
洗浄溶媒を除去し得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。複数の珪藻被殻部分を沈降させることは、遠心分離を備え得る。一部実施形態では、遠心分離は大規模処理に適した遠心分離を適用することを備え得る。一部実施形態では、遠心分離は、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一種を適用することを備え得る。
一部実施形態では、分散溶媒と洗浄溶媒とのうち少なくとも一方は水を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒中に分散させることと、複数の珪藻被殻部分を表面活性剤中に分散させることとのうち少なくとも一方は、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備え得る。
表面活性剤はカチオン性表面活性剤を備え得る。例えば、カチオン性表面活性剤は、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備え得る。
表面活性剤は非イオン性表面活性剤を備え得る。例えば、非イオン性表面活性剤は、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることを備え得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの前であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの後であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることと少なくとも部分的に同時であり得る。添加成分は塩化カリウムと塩化アンモニウムと水酸化アンモニウムと水酸化ナトリウムとのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分散させることは、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。漂白剤は過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を含み得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水を備える容器中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備え得る。一部実施形態では、無機汚染物質を除去することは、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備え得る。塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることは、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中に複数の珪藻被殻部分を混合することを含み得る。例えば、混合は略２０分から略４０分までの持続期間にわたり得る。
珪藻被殻部分を抽出する方法は、表面活性剤で複数の珪藻被殻部分を分散させることを含み得て、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減する。
珪藻被殻部分を抽出する方法は、ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することを含み得る。一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることを備え得る。一部実施形態では、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去し得る。
一部実施形態では、少なくとも一つの共通の特性は寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一種を含み得る。寸法は長さと直径とのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分を抽出する方法は、固体混合物の粒子寸法を低減することを備え得る。固体混合物の粒子寸法を低減することは、複数の珪藻被殻部分を分散溶媒中に分散させることの前であり得る。一部実施形態では、粒子寸法を低減することは、固体混合物をすり潰すことを備え得る。固体混合物をすり潰すことは、乳鉢及び乳棒と、ジャーミルと、岩石粉砕機とのうち少なくともひとつに固体混合物を適用することを含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出し得る。固体混合物の成分を抽出することは、固体混合部を篩分けすることを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。固体混合物を篩分けすることは、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを備え得る。例えば、第一珪藻被殻部分は複数の破損していない珪藻被殻部分を備え得る。第二珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分類することは、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備え得る。濾過は、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、攪拌を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、振盪を備え得る。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することは、バブリングを備え得る。
濾過は複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを含み得る。例えば、篩は略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズ（例えば略７マイクロメートル）を有し得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、洗浄された珪藻被殻部分を得ることを含み得る。洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。一部実施形態では、洗浄された珪藻被殻部分を得ることは、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備え得る。
洗浄溶媒を除去し得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、有機汚染と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に、複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。例えば、洗浄溶媒を除去することは、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備え得る。複数の珪藻被殻部分を沈降させることは、遠心分離を備え得る。一部実施形態では、遠心分離は大規模処理に適した遠心分離を適用することを備え得る。一部実施形態では、遠心分離は、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一種を適用することを備え得る。
一部実施形態では、分散溶媒と洗浄溶媒とのうち少なくとも一方は水を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を洗浄溶媒中に分散させることと、複数の珪藻被殻部分を表面活性剤中に分散させることとのうち少なくとも一方は、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備え得る。
表面活性剤はカチオン性表面活性剤を備え得る。例えば、カチオン性表面活性剤は、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備え得る。
表面活性剤は非イオン性表面活性剤を備え得る。例えば、非イオン性表面活性剤は、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を抽出する方法は、複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることを備え得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの前であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることの後であり得る。複数の珪藻被殻を添加成分中に分散させることは、複数の珪藻被殻を表面活性剤中に分散させることと少なくとも部分的に同時であり得る。添加成分は塩化カリウムと塩化アンモニウムと水酸化アンモニウムと水酸化ナトリウムとのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を分散させることは、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。漂白剤は過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を含み得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水を備える容器中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。複数の珪藻被殻部分を加熱することは、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。
一部実施形態では、有機汚染物質を除去することは、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備え得る。一部実施形態では、無機汚染物質を除去することは、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備え得る。塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることは、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中に複数の珪藻被殻部分を混合することを含み得る。例えば、混合は略２０分から略４０分までの持続期間にわたり得る。
珪藻被殻部分上に銀ナノ構造体を形成する方法は、珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することを含み得る。本方法はシード層上にナノ構造体を形成することを含み得る。
一部実施形態では、ナノ構造体はコーティングとナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子アレイとナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は銀を備え得る。
銀シード層を形成することは、第一銀寄与成分及び珪藻被殻部分に周期的加熱方式を適用することを備え得る。一部実施形態では、周期加熱方式を適用することは、周期的なマイクロ波パワーを適用することを備え得る。周期的マイクロ波パワーを適用することは、略１００ワットと５００ワットとの間でマイクロ波パワーを交替すること備え得る。例えば、交替はマイクロ波パワーを毎分交替することを備え得る。一部実施形態では、交替は略３０分の持続期間にわたってマイクロ波パワーを交替することを備え得る。一部実施形態では、交替は略２０分から略４０分までの持続期間にわたってマイクロ波パワーを交替することを備え得る。
一部実施形態では、銀シード層を形成することは、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備え得る。シード層溶液は第一銀寄与成分とシード層還元剤とを含み得る。例えば、シード層還元剤はシード層溶媒であり得る。一部実施形態では、シード層還元剤及びシート層溶媒はポリエチレングリコールを備え得る。
一部実施形態では、シード層溶液は第一銀寄与成分とシード層還元剤とシード層溶媒とを備え得る。
銀シード層を形成することは、珪藻被殻部分をシード層溶液と混合することを備え得る。一部実施形態では、混合は超音波処理を備え得る。
一部実施形態では、シード層還元剤はＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドを備え得て、第一銀寄与成分は硝酸銀を備え得て、シード層溶媒は水とポリビニルピロリドンとのうち少なくとも一方を備え得る。
ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に、珪藻被殻部分を加熱することを含み得る。例えば、加熱は、略１２０℃から略１６０℃までの或る温度に加熱することを備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを含み得る。一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することの後に混合することを備え得る。
一部実施形態では、シード層還元剤とナノ構造体形成還元剤とのうち少なくとも一方は、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、グルコース、酒石酸ナトリウム、シュウ酸、ギ酸、アスコルビン酸、及び、エチレングリコールのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、第一銀寄与成分と第二銀寄与成分とのうち少なくとも一方が、銀塩と酸化銀とのうち少なくとも一方を備え得る。例えば、銀塩は、硝酸銀、アンモニア硝酸銀、塩化銀（ＡｇＣｌ）、シアン化銀（ＡｇＣＮ）、テトラフルオロホウ酸銀、六フッ化リン酸銀、及び、エチル硫酸銀のうち少なくとも一種を含み得る。
ナノ構造体を形成することは、酸化物形成を低減する雰囲気におけるものとなり得る。例えば、雰囲気はアルゴン雰囲気を備え得る。
一部実施形態では、シード層溶媒とナノ構造体形成溶媒とのうち少なくとも一方は、プロピレングリコール、水、メタノール、エタノール、１‐プロパノール、２‐プロパノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、１‐ブタノール、２‐ブタノール、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、オクタノール、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール、ブチルラクトン、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル、ジケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩、炭酸プロピレン、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール、テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化チオニル、及び、塩化スルフリルのうち少なくとも一種を備え得る。
珪藻被殻部分は破損した珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分は破損していない珪藻被殻部分を備え得る。一部実施形態では、珪藻被殻部分は珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られ得る。例えば、プロセスは、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとの少なくとも一方を備え得る。
珪藻被殻部分上に酸化亜鉛ナノ構造体を形成する方法は、珪藻被殻部分の表面上に酸化亜鉛シード層を形成することを含み得る。本方法は酸化亜鉛シード層上にナノ構造体を形成することを備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体はナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子アレイとナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は酸化亜鉛を備え得る。
酸化亜鉛シード層を形成することは、第一亜鉛寄与成分及び珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。一部実施形態では、第一亜鉛寄与成分及び珪藻被殻部分を加熱することは、略１７５℃から略２２５℃までの範囲内の或る温度に加熱することを備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、第二亜鉛寄与成分を備えるナノ構造体形成溶液の存在下で酸化亜鉛シード層を有する珪藻被殻部分に加熱方式を適用することを備え得る。加熱方式はナノ構造体形成温度に加熱することを備え得る。例えば、ナノ構造体形成温度は略８０℃から略１００℃までであり得る。一部実施形態では、加熱は略一時間から略三時間までの持続期間にわたり得る。一部実施形態では、加熱方式は周期的加熱手順を適用することを備え得る。例えば、周期的加熱手順は、全周期的加熱持続期間において、加熱持続期間にわたって酸化亜鉛シード層を有する珪藻被殻部分にマイクロ波加熱を適用し、次いで、冷却持続期間にわたってマイクロ波加熱をオフにすることを含み得る。一部実施形態では、加熱持続期間は略１分から略５分までであり得る。一部実施形態では、冷却持続期間は略３０秒から略５分までであり得る。マイクロ波加熱を適用することは、略４８０ワットから略５２０ワットまでのマイクロ波パワー（略８０ワットから略１２０ワットまでのマイクロ波パワー等）を適用することを含み得る。
一部実施形態では、第一亜鉛寄与成分と第二亜鉛寄与成分とのうち少なくとも一方が、酢酸亜鉛、酢酸亜鉛水和物、硝酸亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、塩化亜鉛、硫化亜鉛、及び、亜鉛酸ナトリウムのうちの少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体形成溶液は塩基を含み得る。例えば、塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化リチウム、ヘキサメチレンテトラアミン、アンモニア溶液、炭酸ナトリウム、及び、エチレンジアミンのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、添加成分を加えることを備え得る。添加成分は、トリブチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロピルアミン、リン酸アンモニウム、１，６‐ヘキサジアノール、トリエチルジエチノール、イソプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ｎ‐ブチルアミン、塩化アンモニウム、ヘキサメチレンテトラアミン、エチレングリコール、エタノールアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ドデシル硫酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、及び、カルバミドのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体形成溶液と酸化亜鉛シード層形成溶液とのうち少なくとも一方は溶媒を備え得て、その溶媒は、プロピレングリコール、水、メタノール、エタノール、１‐プロパノール、２‐プロパノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、１‐ブタノール、２‐ブタノール、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、オクタノール、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール、ブチルラクトン、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル、ジケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩、炭酸プロピレン、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール、テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化チオニル、及び、塩化スルフリルのうち少なくとも一種を備える。
珪藻被殻部分は破損した珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分は破損していない珪藻被殻部分を備え得る。一部実施形態では、珪藻被殻部分は珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られ得る。例えば、プロセスは、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとの少なくとも一方を備え得る。
珪藻被殻部分上に炭素ナノ構造体を形成する方法は、珪藻被殻部分の表面上に金属シード層を形成することを含み得る。本方法は、シード層上に炭素ナノ構造体を形成することを含み得る。
一部実施形態では、炭素ナノ構造体はカーボンナノチューブを備え得る。カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブとのうち少なくとも一方を備え得る。
一部実施形態では、金属シード層を形成することは、珪藻被殻部分の表面をスプレーコーティングすることを備え得る。一部実施形態では、金属シード層を形成することは、金属を備える液体、金属を備える気体、及び金属を備える固体のうち少なくとも一つに珪藻被殻部分の表面を導入することを備え得る。
一部実施形態では、炭素ナノ構造体を形成することは、化学気相堆積（ＣＶＤ，ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いることを備え得る。炭素ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成炭素ガスに晒すことの後に、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元ガスに晒すことを備え得る。炭素ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成炭素ガスに晒すことの前に、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元ガスに晒すことを備え得る。一部実施形態では、炭素ナノ構造体を形成することは、ナノ構造体形成還元ガス及びナノ構造体形成炭素ガスを備えるナノ構造体形成ガス混合物に珪藻被殻部分を晒すことを備える。ナノ構造体形成ガス混合物は中性ガスを含み得る。例えば、中性ガスはアルゴンであり得る。
一部実施形態では、金属は、ニッケル、鉄、コバルト、コバルトモリブデン二金属、銅、金、銀、白金、パラジウム、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、クロム、アンチモン、アルミニウム鉄モリブデン（Ａｌ／Ｆｅ／Ｍｏ）、ペンタカルボニル鉄（Ｆｅ（ＣＯ）５）、硝酸鉄（ＩＩＩ）六水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）、塩化コバルト（ＩＩ）六水和物（ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、モリブデン酸アンモニウム四水和物（（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４・４Ｈ２Ｏ）、モリブデン（ＶＩ）二塩化二酸化物（ＭｏＯ２Ｃｌ２）、及び、アルミナナノ粉末のうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、ナノ構造体形成還元ガスは、アンモニアと窒素と水素とのうち少なくとも一種を備え得る。ナノ構造体形成炭素ガスが、アセチレン、エチレン、エタノール、メタン、酸化炭素、及びベンゼンのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、金属シード層を形成することは、銀シード層を形成することを備え得る。銀シード層を形成することは、珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を形成することを備え得る。
珪藻被殻部分は破損した珪藻被殻部分を備え得る。珪藻被殻部分は破損していない珪藻被殻部分を備え得る。一部実施形態では、珪藻被殻部分は、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られ得る。例えば、プロセスは、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備え得る。
銀インクを製造する方法は、紫外線感受性成分と、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分とを混ぜることを含み得て、その表面は複数の穿孔を備える。
一部実施形態では、銀インクを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することを備え得る。一部実施形態では、本方法は、シード層上に銀ナノ構造体を形成することを含み得る。
複数の珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を含み得る。複数の珪藻被殻部分は複数の珪藻被殻フレークを含み得る。
一部実施形態では、銀インクは、硬化後に略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能なものである。一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を有する。一部実施形態では、銀ナノ構造体は略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備え得る。銀インクは略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの量の珪藻被殻を備え得る。
銀シード層を形成することは、複数の穿孔内部の表面上に銀シード層を形成して、複数の銀シードでメッキされた穿孔を形成することを含み得る。銀シード層を形成することは、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀シード層を形成することを含み得る。
一部実施形態では、銀ナノ構造体を形成することは、複数の穿孔内部の表面上に銀ナノ構造体を形成して、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔を形成することを備え得る。銀ナノ構造体を形成することは、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀ナノ構造体を形成することを備え得る。
一部実施形態では、紫外線感受性成分は、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有し得る。紫外線感受性成分は、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有し得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることは、複数の珪藻被殻部分を光開始共力剤と混ぜることを含み得る。例えば、光開始共力剤は、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることは、複数の珪藻被殻部分を光開始剤と混ぜることを含み得る。光開始剤は、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることは、複数の珪藻被殻部分を極性ビニルモノマーと混ぜることを含み得る。例えば、極性ビニルモノマーは、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を含み得る。
銀インクを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分をレオロジー改質剤と混ぜることを備え得る。一部実施形態では、銀インクを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分を架橋剤と混ぜることを備え得る。一部実施形態では、本方法は、複数の珪藻被殻部分をフロー及びレベル剤と混ぜること含み得る。一部実施形態では、本方法は、複数の珪藻被殻部分を、接着促進剤と湿潤剤と粘度低減剤とのうち少なくとも一種と混ぜることを含み得る。
銀ナノ構造体は、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、及びナノディスクとのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、銀シード層を形成することは、第一銀寄与成分及び複数の珪藻被殻部分に周期的加熱方式を適用することを備え得る。
銀シード層を形成することは、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備え得る。例えば、シード層溶液は第一銀寄与成分及びシード層還元剤を備え得る。
銀ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備え得る。一部実施形態では、銀ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体を形成することは、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分は、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られ得る。例えば、プロセスは、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を含み得る。
導電性銀インクは紫外線感受性成分を含み得る。導電性インクは、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分を含み得て、その表面が複数の穿孔を備える。
複数の珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を含み得る。複数の珪藻被殻部分は複数の珪藻被殻フレークを含み得る。
一部実施形態では、銀インクは、（例えば、硬化後に）略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能なものである。一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を有する。一部実施形態では、銀ナノ構造体は略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備え得る。銀インクは略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの範囲内の量の珪藻被殻を備え得る。
一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは、銀ナノ構造体を有する表面を備え得る。
一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは、銀シード層を有する表面を備える。一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面が銀ナノ構造体を備え得る。
一部実施形態では、紫外線感受性成分は、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有し得る。
一部実施形態では、導電性銀インクは紫外線によって硬化可能なものであり得る。一部実施形態では、複数の穿孔は、紫外線が通過するのに十分な寸法を有し得る。導電性銀インクは、（例えば、硬化後に）略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能なものであり得る。
一部実施形態では、導電性銀インクは熱硬化性であり得る。
一部実施形態では、紫外線感受性成分は光開始共力剤を含み得る。例えば、光開始共力剤は、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を備え得る。
紫外線感受性成分は光開始剤を含み得る。光開始剤は、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、紫外線感受性成分は極性ビニルモノマーを含み得る。例えば、極性ビニルモノマーは、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を含み得る。
導電性銀インクは、レオロジー改質剤、架橋剤、フロー及びレベル剤、接着促進剤、湿潤剤、粘度低減剤とのうち少なくとも一種を含み得る。一部実施形態では、銀ナノ構造体は、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備え得る。
銀フィルムを製造する方法は、紫外性感受性成分と、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分とを備える混合物を硬化させることを含み得て、その表面が複数の穿孔を備える。
一部実施形態では、銀フィルムを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することを備え得る。一部実施形態では、本方法は、シード層上に銀ナノ構造体を形成することを備え得る。一部実施形態では、本方法は、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜて、銀インクを形成することを含み得る。
複数の珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を備え得る。複数の珪藻被殻部分は複数の珪藻被殻フレークを備え得る。
一部実施形態では、銀インクは、（例えば、硬化後に）略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能なものである。一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を有する。一部実施形態では、銀ナノ構造体は略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備え得る。銀インクは略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの範囲内の量の珪藻被殻を備え得る。
銀シード層を形成することは、複数の穿孔内部の表面上に銀シード層を形成して、複数の銀シードでメッキされた穿孔を形成することを備え得る。銀シード層を形成することは、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀シード層を形成することを備え得る。
銀ナノ構造体を形成することは、複数の穿孔内部の表面上に銀ナノ構造体を形成して、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔を形成することを備え得る。銀ナノ構造体を形成することは、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀ナノ構造体を形成することを備え得る。
一部実施形態では、混合物を硬化させることは、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する紫外線に混合物を晒すことを備え得る。一部実施形態では、混合物を硬化させることは、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する紫外線に混合物を晒すことを備え得る。
一部実施形態では、混合物を硬化させることが、混合物を熱硬化させることを備え得る。
紫外線感受性成分は、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有し得る。一部実施形態では、紫外線感受性成分は、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有し得る。
複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることは、複数の珪藻被殻部分を光開始共力剤と混ぜることを備え得る。例えば、光開始共力剤は、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることは、複数の珪藻被殻部分を光開始剤と混ぜることを備え得る。光開始剤は、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を極性ビニルモノマーと混ぜることを備え得る。極性ビニルモノマーが、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を含み得る。
導電性銀インクを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分をレオロジー改質剤と混ぜることを含み得る。一部実施形態では、導電性銀インクを製造する方法は、複数の珪藻被殻部分を架橋剤と混ぜること含み得る。一部実施形態では、本方法は、複数の珪藻被殻部分をフロー及びレベル剤と混ぜることを備える。本方法は、複数の珪藻被殻部分を、接着促進剤と湿潤剤と粘度低減剤とのうち少なくとも一種と混ぜることを含み得る。
一部実施形態では、銀ナノ構造体は、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、及びナノディスクとのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、銀シード層を形成することは、第一銀寄与成分及び複数の珪藻被殻部分に周期的加熱方式を適用することを備え得る。
銀シード層を形成することは、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備え得る。例えば、シード層溶液は第一銀寄与成分及びシード層還元剤を備え得る。
銀ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備え得る。一部実施形態では、銀ナノ構造体を形成することは、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に珪藻被殻部分を加熱することを備え得る。一部実施形態では、銀ナノ構造体を形成することは、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを備え得る。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分は、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られ得る。例えば、プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を含み得る。
導電性銀フィルムは、複数の珪藻被殻部分の各々の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分を含み得て、その表面が複数の穿孔を備える。
一部実施形態では、複数の珪藻被殻部分は複数の破損した珪藻被殻部分を備え得る。複数の珪藻被殻部分は複数の珪藻被殻フレークを含み得る。
一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を有する。一部実施形態では、銀ナノ構造体は略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備え得る。
一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは、銀ナノ構造体を有する表面を備え得る。一部実施形態では、複数の穿孔のうち少なくとも一つは、銀シード層を有する表面を備え得る。複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面が銀ナノ構造体を備え得る。
一部実施形態では、銀ナノ構造体が、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、及び、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備え得る。
一部実施形態では、導電性銀インクはバインダー樹脂を備え得る。
印刷エネルギー貯蔵デバイスは、第一電極と、第二電極と、第一電極と第二電極との間のセパレータとを含み得て、第一電極と第二電極との少なくとも一方がマンガン含有ナノ構造体を有する複数の被殻を含み得る。
一部実施形態では、被殻は実質的に均一な性質を有し、実質的に均一な性質が、被殻形状、被殻寸法、被殻多孔率、被殻機械的強度、被殻物質、及び、被殻破損度とのうち少なくとも一種を含む。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体はマンガンの酸化物を含み得る。マンガンの酸化物は酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）を含み得る。マンガンの酸化物はオキシ水酸化マンガンを含み得る。
一部実施形態では、第一電極と第二電極との少なくとも一方は酸化亜鉛ナノ構造体を有する被殻を含み得る。酸化亜鉛ナノ構造体はナノワイヤとナノプレートのうち少なくとも一方を含み得る。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体は被殻の実質的に全表面を覆う。一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在する。
エネルギー貯蔵デバイスの膜は、マンガン含有ナノ構造体を有する被殻を含み得る。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体はマンガンの酸化物を含み得る。マンガンの酸化物は酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）を含み得る。マンガンの酸化物はオキシ水酸化マンガンを含み得る。一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在する。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体の少なくとも一部は、ナノファイバであり得る。一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部は、四面体形状を有する。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは亜鉛‐マンガン電池を含む。
印刷フィルム用のインクは、溶液と、溶液中に分散したマンガン含有ナノ構造体を有する被殻とを含み得る。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体はマンガンの酸化物を含み得る。一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体は、ＭｎＯ２、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯＯＨ、及び、Ｍｎ３Ｏ４のうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部はナノファイバを含み得る。一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部が四面体形状を有する。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在する。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは、マンガンの酸化物を含むナノ構造体を有する複数の第一被殻を有するカソードと、酸化亜鉛を含むナノ構造体を有する複数の第二被殻を有するアノードとを含み得る。一部実施形態では、デバイスは、再充電可能電池であり得る。
一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎＯを含む。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、及びＭｎＯＯＨのうち少なくとも一種を含む。
一部実施形態では、複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻は、略１：２０から略２０：１までのマンガンの酸化物の質量対その少なくとも一つの被殻の質量の比を含む。一部実施形態では、複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻は、略１：２０から略２０：１までの酸化亜鉛の質量対その少なくとも一つの被殻の質量の比を含む。
一部実施形態では、アノードは電解質塩を含み得る。電解質塩は亜鉛塩を含み得る。
一部実施形態では、カソードとアノードとのうち少なくとも一方はカーボンナノチューブを含み得る。一部実施形態では、カソードとアノードとのうち少なくとも一方は導電性充填材を含み得る。導電性充填材はグラファイトを含み得る。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは、カソードとアノードとの間にセパレータを有し得て、セパレータが複数の第三被殻を含む。複数の第三被殻は表面改質を実質的に有さないものとなり得る。
一部実施形態では、カソードとアノードとセパレータとのうち少なくとも一つがイオン液体を含み得る。
一部実施形態では、複数の第一被殻がマンガンの酸化物を含むナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の第一細孔を有し、複数の第二被殻が酸化亜鉛を含むナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の第二細孔を有する。
一部実施形態では、被殻は、少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を含み得て、複数のナノ構造体は酸化亜鉛を含み、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比は略１：１から略２０：１までである。一部実施形態では、複数のナノ構造体はナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、被殻は、複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を含む。
一部実施形態では、被殻は、少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を含み得て、複数のナノ構造体はマンガンの酸化物を含み、複数のナノ構造体はマンガンの酸化物を含み、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比は略１：１から略２０：１までである。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎＯを含む。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎ３Ｏ４を含む。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を含む。一部実施形態では、複数のナノ構造体はナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を含む。一部実施形態では、被殻は、複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を含む。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスの電極は複数の被殻を含み得て、複数の被殻の各々は少なくとも一つの表面上に形成された複数のナノ構造体を含み、複数の被殻のうち少なくとも一つが略１：２０から略２０：１までの複数のナノ構造体の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を有する。
一部実施形態では、電極はカーボンナノチューブを含み得る。一部実施形態では、電極は導電性充填材を含み得る。導電性充填材はグラファイトを含み得る。一部実施形態では、電極はイオン液体を含み得る。
一部実施形態では、複数の被殻の各々は、複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を含む。
電極はエネルギー貯蔵デバイスのアノードであり得る。一部実施形態では、アノードは電解質塩を含み得る。一部実施形態では、電解質塩は亜鉛塩を含み得る。一部実施形態では、複数のナノ構造体は酸化亜鉛を含み得る。一部実施形態では、複数のナノ構造体はナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を含み得る。
電極はエネルギー貯蔵デバイスのカソードであり得る。一部実施形態では、複数のナノ構造体はマンガンの酸化物を含み得る。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎＯを含み得る。一部実施形態では、マンガンの酸化物はＭｎ３Ｏ４とＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一種を含み得る。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは、マンガンの酸化物を含むナノ構造体を有する複数の第一被殻を有するカソードと、酸化亜鉛を含むナノ構造体を有する複数の第二被殻を有するアノードとを含み得る。一部実施形態では、デバイスは再充電可能電池であり得る。一部実施形態では、複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻は、略１：２０から略１００：１までのマンガンの酸化物の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を含む。一部実施形態では、複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻は、略１：２０から略１００：１までの酸化亜鉛の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を含む。
一部実施形態では、被殻は少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を含み得て、複数のナノ構造体は酸化亜鉛を含み、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比は略１：１から略１００：１までである。
一部実施形態では、被殻は少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を含み得て、複数のナノ構造体はマンガンの酸化物を含み、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比は略１：１から略１００：１までである。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスの電極は複数の被殻を含み得て、複数の被殻の各々は、少なくとも一つの表面上に形成された複数のナノ構造体を含み、複数の被殻のうち少なくとも一つの被殻は、略１：２０から略１００：１までの複数のナノ構造体の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を有する。
一部実施形態では、スーパーキャパシタは、一対の電極と、イオン液体を含む電解質とを備え、電極のうち少なくとも一方が、表面活物質がその上に形成された複数の被殻を備える。
一部実施形態では、スーパーキャパシタは、電解質と接触している一対の電極を備え、電極のうち少なくとも一方が複数の被殻と酸化亜鉛を備える。
一部実施形態では、スーパーキャパシタは、非水電解質と接触している一対の電極を備え、電極のうち少なくとも一方が複数の被殻と酸化マンガンを備える。
一部実施形態では、スーパーキャパシタを製造する方法は、一対の電極の間にセパレータを形成することを備え、セパレータが被殻と電解質と熱伝導性添加剤とを備え、熱伝導性添加剤が、セパレータへの適用時に近赤外線（ＮＩＲ，ｎｅａｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ）放射を実質的に吸収することによって、乾燥を加速するようにセパレータを加熱するように構成されている。
本発明及び従来技術に対する利点をまとめるために、特定の目的及び利点が本願で説明されている。もちろん、これら全ての目的及び利点を特定の実施形態に従って達成する必要がある訳ではないことを理解されたい。例えば、当業者は、一つの利点や一組の利点を達成又は最適化する一方で必ずしも他の目的や利点を達成することなく本発明が実施可能であることを理解するものである。
これら全ての実施形態は本発明の範囲内にあるものである。これら及び他の実施形態は、添付図面を参照する以下の詳細な説明から当業者に直ちに明らかとなるものであり、本発明は、開示される特定の実施形態に限定されるものではない。
以下、本開示のこれら及び他の特徴、態様及び利点を、特定の実施形態を例示するものであって本発明を限定するものではない特定の実施形態の図面を参照して説明する。
被殻を有する珪藻土の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。 多孔質表面を含む例示的な被殻のＳＥＭ像である。 各々実質的に円筒形状を有する例示的な被殻のＳＥＭ像である。 被殻分離プロセスの例示的なステップの流れ図である。 被殻分離プロセスの例示的なステップの流れ図である。 外部表面及び内部表面の両方に構造体を備える被殻の例示的な実施形態を示す。 銀でシーディングした被殻表面の一例の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 銀でシーディングした被殻表面の２５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 銀ナノ構造体がその上に形成された被殻表面の２０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 銀ナノ構造体がその上に形成された被殻表面の１５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 銀ナノ構造体でコーティングされた表面を有する珪藻被殻フレークの２５ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛でシーディングされた被殻表面の１００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛でシーディングされた被殻表面の１００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された被殻表面の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された被殻表面の２５ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノプレートがその上に形成された被殻表面の１０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 銀ナノ構造体がその上に形成された被殻表面の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された被殻表面の１０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された被殻表面の１００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された複数の被殻表面の５００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化亜鉛ナノワイヤがその上に形成された被殻表面の５ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻表面の２０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻表面の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 被殻表面上に形成された酸化マンガンナノ結晶のＴＥＭ像を示す。 酸化マンガン粒子の電子線回折像を示す。 マンガン含有ナノファイバがその上に形成された被殻表面の１０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。 酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻の２０ｋ倍の倍率ＳＥＭ像を示す。 酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻の一例の断面の５０ｋ倍の倍率ＳＥＭ像を示す。 酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻の１００ｋ倍の倍率ＳＥＭ像を示す。 例示的な一実施形態のエネルギー貯蔵デバイスを概略的に示す。 図７Ａから図７Ｅは、異なる製造プロセスの多様なステップ中のエネルギー貯蔵デバイスの例を概略的に示す。 セパレータ層中に被殻を取り込んだエネルギー貯蔵デバイス用のセパレータの例示的な実施形態を示す。 電極層中に被殻を取り込んだエネルギー貯蔵デバイス用の電極の例示的な実施形態を示す。 例示的なエネルギー貯蔵デバイスの放電曲線のグラフを示す。 図１０のエネルギー貯蔵デバイスのサイクル性能のグラフを示す。 エネルギー貯蔵デバイスの充放電性能の一例のグラフを示す。 図１２のエネルギー貯蔵デバイスの充放電性能の他のグラフを示す。 二重層キャパシタとして構成された両電極を有するスーパーキャパシタの断面図を示す。 電極間に電圧が印加される動作時における図１４Ａのスーパーキャパシタの断面図を示す。 疑似キャパシタとして構成されている電極を備えるスーパーキャパシタの断面図を示す。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示す、逆極性を有する両電極の各々は、酸化亜鉛（ＺｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、酸化亜鉛（ＺｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。 非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極のうち一方は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極のうち一方は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極のうち一方は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極のうち一方は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極のうち一方は、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。 対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的充放電測定を示し、逆極性を有する両電極の各々は、ＣＮＴがその上に形成された被殻を備える。
以下、特定の実施形態及び例について説明するが、本発明が具体的に開示されている実施形態を越え及び／又はその明らかな修正及び均等物を用いるものであることを当業者は理解するものである。従って、本発明の範囲は以下で説明される特定の実施形態に限定されるものではない。
電子デバイスに電力供給するエネルギー貯蔵デバイスとして、一般的には、電池（例えば、再充電可能電池）、キャパシタ、スーパーキャパシタ（例えば、ＥＤＬＣ、疑似キャパシタ、ハイブリッドスーパーキャパシタ）が挙げられる。エネルギー貯蔵デバイスは、非対称なエネルギー貯蔵デバイスを備え得て、例えば、電池‐キャパシタのハイブリッドを含む。エネルギー貯蔵デバイスは、印刷技術、例えば、スクリーン印刷、ロールツーロール印刷、インクジェット印刷等を用いて製造可能である。印刷エネルギー貯蔵デバイスは、エネルギー貯蔵デバイスの厚さの低減を促進し、小型エネルギーストレージを実現することができる。エネルギー貯蔵密度の増大は、印刷エネルギー貯蔵デバイスを、大電力を要する応用、例えば、太陽エネルギー貯蔵用等への使用を促進し得る。硬質の外側ケースを有するエネルギー貯蔵デバイスとは異なり、印刷エネルギー貯蔵デバイスは、フレキシブル基板上に実装可能であり、フレキシブルなエネルギー貯蔵デバイスを実現する。フレキシブルなエネルギー貯蔵デバイスは、フレキシブル電子デバイス、例えば、フレキシブル電子表示媒体等の製造を促進することができる。薄い厚さ及び／又はフレキシブルな構造に起因して、印刷エネルギー貯蔵デバイスは、化粧パッチ、医療診断製品、リモートセンサアレイ、スマートカード、スパートパッケージング、スマート衣服、グリーティングカード等に電力供給し得る。
印刷エネルギー貯蔵デバイスの信頼性及び耐久性は、印刷電池の採用を増やすのに妨げとなる要因となり得る。印刷エネルギー貯蔵デバイスは、典型的には硬質の外側ケースを有さないので、そのような印刷エネルギー貯蔵デバイスは、使用又は製造中における圧縮圧力や変形操作に耐えることができない。圧縮応力や変形操作に応答するエネルギー貯蔵デバイスの層厚の変動はデバイスの信頼性に悪影響を及ぼし得る。例えば、一部の印刷エネルギー貯蔵デバイスは、セパレータによって間隔が空けられた電極を含む。セパレータ厚さの偏差は電極間の短絡を生じさせ得て、例えば、セパレータが圧縮可能なものであり、圧縮圧力や変形操作の下で電極間の間隔を維持することができない場合に短絡が生じ得る。
印刷エネルギー貯蔵デバイスの製造に関連するコストも、広範な応用における電力供給に印刷エネルギー貯蔵デバイスを使用することを妨げる要因となり得る。印刷技術を用いるエネルギー貯蔵デバイスの信頼性のある製造は、コスト効率的なエネルギー貯蔵デバイスの製造を促進し得る。エネルギー貯蔵デバイスの印刷は、デバイス印刷プロセスを電子デバイスの製造に組み込むことを可能にし得て、例えば、印刷電子デバイスが印刷エネルギー貯蔵デバイスによって電力供給され、コストを更に削減し得る。しかしながら、不十分なデバイス構造の頑丈性が、製造プロセス全体にわたるデバイス完全性の妨げとなり、一部の印刷技術の実現可能性を低下させ、印刷エネルギー貯蔵デバイスのコスト効率的な製造の妨げとなり得る。印刷エネルギー貯蔵デバイス層の厚さも、例えば、デバイス層の厚さが、印刷技術で効率的に印刷可能な膜厚よりも厚くなると、製造プロセスにおける特定の印刷技術の使用の妨げとなり得る。
本願で説明されるように、被殻は、例えばその寸法、形状、多孔率及び／又は物質に起因して、顕著な機械的強度やせん断応力抵抗性を有し得る。本願で説明される一部実施形態によると、エネルギー貯蔵デバイスは、被殻を備える一つ以上の部品、例えば、印刷エネルギー貯蔵デバイスの一つ以上の層又は膜を含む。被殻を備えるエネルギー貯蔵デバイスは、製造や使用中に生じ得る圧縮圧力及び／又は変形操作に耐えることができるような機械的強度及び／又は構造完全性を有し得て、故障が生じず、デバイス信頼性を上昇させることができる。被殻を備えるエネルギー貯蔵デバイスは、層厚の変動に耐えることができ、均一又は実質的に均一なデバイスの層厚を維持することができる。例えば、被殻を備えるセパレータは、圧縮圧力や変形操作に耐え、デバイスの短絡を抑制又は防止するように電極間の均一な又は実質的に均一な間隔を維持することによって、エネルギー貯蔵デバイスの信頼性の向上を促進し得る。
被殻を備えるエネルギー貯蔵デバイスの機械的強度の増大は、多様な印刷技術を用いるエネルギー貯蔵デバイスの信頼性のある製造を促進することによって、そのデバイスによって電力供給される応用の製造プロセスと共に、製造プロセスの歩留まり及び／又は統合性を増大させ、コスト効率的なデバイス製造を可能にする。
エネルギー貯蔵デバイスは、被殻を備えるインクを用いて印刷され得る。例えば、印刷エネルギー貯蔵デバイスの一つ以上の膜が被殻を備え得る。多様な基板、フレキシブルな又はフレキシブルではない基板、織物、デバイス、プラスチック、金属や半導体のフィルムなどの多様なフィルム、多様な紙、及び／又はこれらの組み合わせ等（これらに限定されるものではない）の上に、被殻を有する印刷エネルギー貯蔵デバイスの一つ以上の膜を確実に印刷し得る。例えば、適切な基板は、グラファイトペーパー、グラフェンペーパー、ポリエステルフィルム（例えば、マイラー（登録商標））、ポリカーボネートフィルム、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、及び／又は炭素発泡体等を含み得る。フレキシブル基板上への印刷エネルギー貯蔵デバイスの製造は、そのような特定の印刷エネルギー貯蔵デバイスの信頼性の向上、例えば、一つ以上の層が被殻を備える結果としての耐久性の向上に起因して、多様なデバイス及び実施においてフレキシブル印刷エネルギー貯蔵デバイスを使用可能にする。
被殻を備える印刷エネルギー貯蔵デバイスの機械的強度の向上は、印刷デバイス層の厚さを減少させることも可能にし得る。例えば、被殻は、エネルギー貯蔵デバイス層に対する構造的な支持を与え、圧縮圧力や変形操作に耐えるのに十分な構造安定性を有する薄層を可能にし、ひいてはデバイス全体の厚さを減少させ得る。印刷エネルギー貯蔵デバイスの厚さの減少は、更に、印刷デバイスのエネルギー貯蔵密度を改善し、及び／又は印刷デバイスのより広範な使用を実現し得る。
被殻を備える印刷エネルギー貯蔵デバイスは、向上したデバイス性能、例えば向上したデバイス効率を有し得る。エネルギー貯蔵デバイス層の厚さの減少が、デバイス性能の向上を可能にし得る。エネルギー貯蔵デバイスの性能は、エネルギー貯蔵デバイスの内部抵抗に少なくとも部分的に依存し得る。例えば、エネルギー貯蔵デバイスの性能は、第一電極と第二電極との間の間隔距離に少なくとも部分的に依存し得る。信頼性の所定の尺度としてのセパレータ膜厚の減少は、第一電極と第二電極との間の距離を減少させ、内部抵抗を減少させ、エネルギー貯蔵デバイスの効率を向上させることができる。エネルギー貯蔵デバイスの内部抵抗は、第一電極と第二電極との間のイオン種の移動度に少なくとも部分的に依存し得る。被殻表面の多孔率がイオン種の移動度を与え得る。例えば、被殻を備えるセパレータは、エネルギー貯蔵デバイスの電極間のより構造安定的な分離を可能にする一方で、電極間のイオン種の移動度を促進し得る。被殻表面の多孔率は、第一電極と第二電極との間を移動可能なイオン種の直接的な経路を促進して、抵抗を減少させ及び／又は効率を増大させ得る。被殻を備える電極層の厚さの減少と電極被殻の多孔率は、貯蔵デバイスの性能を向上させることもできる。電極厚さの減少は、イオン種が電極内の活物質にアクセスことを増大させ得る。電極中の被殻の多孔率及び／又は導電性は、電極内のイオン種の移動度を促進し得る。電極中の被殻は、デバイス性能を向上させることもでき、例えば、活物質及び／又は活物質を備える構造体がその上に適用又は形成されている基板として機能し、活物質用の表面積を増やすことによって、イオン種が活物質にアクセスすることを促進する。
図１は、被殻１０を有する珪藻土のＳＥＭ像である。被殻１０は一般的に円筒形状を有しているが、一部の被殻は破損していたり異なる形状のものであったりしている。一部実施形態では、円筒状被殻１０は、略３μｍから略５μｍまでの間の直径を有する。一部実施形態では、円筒状被殻１０は、略１０μｍから略２０μｍまでの間の長さを有する。他の直径及び／又は長さも可能である。被殻１０は、例えば、その構造（例えば、直径、形状）、物質、及び／又はそれらの組み合わせ等に起因して、顕著な機械的強度やせん断応力抵抗性を有し得る。例えば、被殻１０の機械的強度は、被殻１０のサイズに反比例し得る。一部実施形態では、略３０μｍから略１３０μｍまでの間の範囲内の長軸を有する被殻１０は、略９０μＮから略７３０μＮまでの圧縮力に耐えることができる。
図２は、多孔質表面１２を含む被殻１０の一例のＳＥＭ像である。多孔質表面１２は、円形又は実質的に円形の開口１４を含む。開口１４の他の形状も可能である（例えば、曲線状、多角形、細長等）。一部実施形態では、被殻１０の多孔質表面１２は、均一又は実質的に均一な多孔率を有し、例えば、均一又は実質的に均一な形状、寸法及び／又は間隔を有する開口１４を含む（例えば、図２を参照）。一部実施形態では、被殻１０の多孔質表面１２は多様な多孔率を有し、例えば、異なる形状、寸法及び／又は間隔の開口１４を含む。複数の被殻１０の多孔質表面１２が均一又は実質的に均一な多孔率を有し得て、又は異なる被殻１０の多孔質表面１２の多孔率は異なり得る。多孔質表面１２は、ナノ多孔率、マイクロ多孔率、メソ多孔率、及び／又はマクロ多孔率を有し得る。
図３は、円筒形状又は実質的に円筒形状を各々有する被殻１０の例のＳＥＭ像である。被殻特徴は、異なる種の珪藻では異なり得て、各珪藻種は、異なる形状、サイズ、多孔率、物質、及び／又は他の被殻特質を有する。市販の珪藻土（例えば、オーストラリア キャンベラのＭｏｕｎｔ Ｓｙｌｖｉａ Ｄｉａｔｏｍｉｔｅ Ｐｔｙ社製、フロリダ州フォートローダーデールのＣｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＵＳＡ社製、ジョージア州メーコンのＬｉｎｔｅｃｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎｌａ社製）が被殻の源となり得る。一部実施形態では、珪藻土は、所定の被殻特徴に従って分類される。例えば、分類は、各々所定の特徴、例えば、形状、寸法、物質、多孔率及び／又はこれらの組み合わせ等を含む被殻をもたらし得る。被殻の分類は、例えば、濾過、スクリーニング（例えば、被殻の形状やサイズに従った分離のための振動篩の使用等）、Ｖｏｒａｘｉａｌ又は遠心分離技術を含む分離プロセス（例えば、被殻密度に従った分離）、他の適切な固体と固体とを分離するプロセス、及び／又はこれらの組み合わせ等の分離プロセスのうち一つ又は複数を含み得る。被殻は、被殻特徴に従って既に分類されているものとしても入手可能であり（例えば、市販のものとして）、被殻が均一又は実質的に均一な形状、サイズ、物質、多孔率、他の所定の被殻特質、及び／又はこれらの組み合わせ等を既に備えているようになる。例えば、或る地域（例えば、米国、ペルー、オーストラリア等の国の地域、地球上の地域等）及び／又は或る種の自然環境（例えば、淡水環境、塩水環境等）から入手可能な被殻は、その地域及び／又は環境において典型的に見つかる種の被殻を備え得て、均一又は実質的に均一な形状、サイズ、物質、多孔率、他の所定の被殻特質、及び／又はこれらの組み合わせを有する被殻を与える。
一部実施形態では、分離プロセスを用いて、破損していない被殻のみを残すように、又は破損していない被殻のみを実質的に残すように被殻を分類することができる。一部実施形態では、分離プロセスを用いて、破損した又は小さな被殻を除去して、特定の長さ及び／又は直径を有する円筒形の被殻のみを得ること、又は円筒形の被殻のみを実質的に得ることができる（例えば、図３に示されるように）。破損した被殻を除去する分離プロセスとして、スクリーニング、例えば、所定の寸法を有する被殻のみを残す、又は所定の寸法のみを有する被殻のみを実質的に残すように選択されたメッシュサイズを有する篩を用いるものが挙げられる。例えば、篩のメッシュサイズは、略４０μｍ以下、略３０μｍ以下、略２０μｍ以下、又は略１０μｍ以下（上記値の境界及び間の範囲を含む）の寸法（例えば、長さや直径）を有する被殻を除去するように選択され得る。他の篩メッシュサイズも適したものとなり得る。
一部実施形態では、破損した被殻を除去する分離プロセスは、分散液に入れられた被殻への超音波の適用を含み、例えば、水バス中に分散させた被殻を超音波に晒す超音波処理を含む。出力、周波数、及び／又は持続期間等の超音波処理パラメータは、被殻の一つ以上の特質に少なくとも部分的に基づいて調整され得る。一部実施形態では、超音波処理は、略２０キロヘルツ（ｋＨｚ）から略１００ｋＨｚまでの間、略３０ｋＨｚから略８０ｋＨｚまでの間、略４０ｋＨｚから略６０ｋＨｚまでの間の周波数を有する音波の使用を含む。一部実施形態では、超音波処理は略２０ｋＨｚ、略２５ｋＨｚ、略３０ｋＨｚ、略３５ｋＨｚ、略４０ｋＨｚ、略４５ｋＨｚ、上記値の境界及び間の範囲を含む周波数を有する音波を用い得る。超音波処理ステップは、略２分から略２０分までの間、略２分から略１５分までの間、略５分から略１０分までの間の持続期間を有し得る。一部実施形態では、超音波処理ステップは、略２分間、略５分間、略１０分間、上記値の境界及び間を含む範囲の持続期間を有し得る。例えば、被殻流体サンプルは略３５ｋＨｚの周波数で略５分間の持続期間にわたって超音波を受け得る。
一部実施形態では、分離プロセスは沈降を含む。例えば、分離プロセスは、超音波処理及び沈降の両方を含み、超音波処理中に、被殻流体サンプルからのより重い粒子が、被殻流体サンプルの懸濁相から沈降するようにする。一部実施形態では、被殻流体サンプルからのより重い粒子の沈降プロセスは、略１５秒から略１２０秒までの間、略２０秒から略８０秒までの間、略３０秒から略６０秒までの間の持続期間を有する。一部実施形態では、沈降は、略１２０秒以下、略６０秒以下、略４５秒以下、略３０秒以下の持続期間を有する。
破損した被殻を除去する分離プロセスは、密度に基づいた物理的分離用の高速遠心分離技術の使用、例えば、超遠心分離プロセスを含み得る。例えば、分離プロセスは、被殻流体サンプルの懸濁相の超遠心分離を含み得る。超遠心分離パラメータ、例えば角速度、及び／又は持続期間等は、懸濁相の組成（例えば、被殻の密度）及び／又は使用した装置の特性に少なくとも部分的に依存し得る。例えば、懸濁相は、略１００００ＲＰＭ（毎分回転数）から略４００００ＲＰＭまでの間、略１００００ＲＰＭから略３００００ＲＰＭまでの間、略１００００ＲＰＭから略２００００ＲＰＭまでの間、略１００００ＲＰＭから略１５０００ＲＰＭまでの間の角速度で超遠心分離され得る。懸濁相は、略１分から略５分までの間、略１分から略３分までの間、略１分から略２分までの間の持続期間にわたって超遠心分離され得る。例えば、被殻流体サンプルの懸濁相は、略１３０００ＰＲＭの角速度で略１分にわたって超遠心分離され得る。
図４Ａ及び図４Ｂは、被殻分離プロセス２０の例示的なステップの流れ図である。プロセス２０は、例えば破損した珪藻被殻及び破損していない珪藻被殻を有する固体混合物から破損した及び／又は破損していない珪藻被殻を分離することができる。一部実施形態では、分離プロセス２０は大規模被殻分類を可能にする。
本願で説明されるように、ナノ構造体化物質及び／又はナノデバイス用の珪藻被殻の源としては、生きている珪藻と珪藻土という二つの源が存在し得る。珪藻は自然から直接採取されたものか、又は培養されたものとなり得る。人工的には、多数の同一のシリカ被殻を数日内に培養することができる。天然の珪藻をナノ構造体化物質及び／又はナノデバイス用として使用するため、分離プロセスをおこなって、他の有機材料及び／又は物質から珪藻を分離することができる。他の方法は珪藻土の使用であり、その堆積物は豊富に存在し、材料コストは安価である。
珪藻土は、異なる珪藻種の混合物から単一の珪藻種までに及ぶ被殻を有し得る（例えば、数種の淡水堆積物を含む）。珪藻土は、破損した及び／又は完全な珪藻被殻に加えて、異なる起源の汚染物質を備え得る。応用に応じて、完全な珪藻被殻のみ、破損した被殻のみ、又は両者の混合物を用い得る。例えば、完全な被殻を分離する場合には、一種類の被殻を有する珪藻土を用い得る。
一部実施形態では、分離方法は、完全な珪藻被殻を珪藻被殻の破損片から分離することを備える。一部実施形態では、分離プロセスは、共通の被殻特性（例えば、長さや直径を含む寸法、形状、及び／又は物質）に従って珪藻被殻を分類すること、及び／又は、共通の被殻特性（例えば、長さや直径を含む寸法、形状、破損度及び／又は物質）に基づいて珪藻被殻の部分を分類することを備える。例えば、分離プロセスは、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻又は珪藻被殻部分を抽出し得る。一部実施形態では、分離プロセスは、異なる化学的起源を有する汚染物質を珪藻被殻及び／又は珪藻被殻部分から除去することを備える。
長期にわたって変化しないままである珪藻及び珪藻被殻は、生物学、生態学及び関連する地球科学の研究において用いられることがある。被殻の小さなサンプルを水や堆積物から抽出する多数の方法が開発されている。堆積物（珪藻土）は、珪藻被殻（破損したもの、破損していないもの）に加えて、炭酸塩、雲母、粘土、有機物及び他の堆積粒子を含む。破損していない被殻の分離は、以下の三つの主要ステップを含み得る：有機残留物の除去、異なる化学的起源の粒子の除去、破損片の除去。有機物の除去は、漂白剤（例えば、過酸化水素及び／又は硝酸）中でのサンプルの加熱、及び／又はより高温でのアニーリングによって実現可能である。炭酸塩、粘土及び他の可溶性の非シリカ物質は、塩酸及び／又は硫酸によって除去され得る。破損した及び破損していない被殻の分離には、以下の複数の方法が適用可能である：即ち、篩分け、沈降、遠心分離、重液遠心分離、分流水平輸送薄分離セル（ｓｐｌｉｔ‐ｆｌｏｗ ｌａｔｅｒａｌ‐ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｔｈｉｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｃｅｌｌ）、これらの組み合わせ。これら全ての方法は、破損した及び破損していない被殻の凝集の問題を有することが多く、分離の質を劣化させ得て、及び／又は、研究室規模のサンプルとしてのみ適切な分離プロセスとなり得る。
分離手順の規模拡大が、珪藻被殻を産業的なナノ物質として使用可能なものにし得る。
一部実施形態では、産業規模での珪藻の分離に利用可能な分離手順は、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分の分離を備える。例えば、共通の特性は、破損していない珪藻被殻、又は破損した珪藻被殻となり得る。図４Ａ及び図４Ｂに示されるような分離プロセス２０は、珪藻の産業規模での分離を可能にする分離手順の例である。一部実施形態では、珪藻の大規模分離を可能にする分離手順は、表面活性剤及び／又はディスクスタック遠心分離等を用いることによって、被殻の凝集を減少させることができる。一部実施形態では、表面活性剤の使用が大規模分離を可能にする。一部実施形態では、ディスクスタック遠心分離（例えば、牛乳分離型遠心分離プロセス）が大規模分類を可能にする。例えば、表面活性剤を用いて珪藻被殻を分散させると共にディスクスタック遠心分離で、被殻特性に基づき被殻を分類することで、珪藻被殻の凝集を減らすことによって、珪藻の大規模分類を促進し得る。従来のディスクスタック遠心分離ではないプロセスでは、被殻の沈降を生じさせる。上澄みを廃棄し、沈降した被殻を溶媒中に再分散させ、その後、遠心分離で被殻の沈降を再び生じさせる。このプロセスを、所望の分離が達成されるまで繰り返す。ディスクスタック遠心分離プロセスは、連続的に再分散を行い、沈降した被殻を分離することができる。例えば、完全な被殻が豊富な相を、ディスクスタック遠心分離を介して連続的に循環させて、より豊富にする。一部実施形態では、ディスクスタック遠心分離は、破損した珪藻被殻を破損していない珪藻被殻から分離することができる。一部実施形態では、ディスクスタック遠心分離は、珪藻被殻特性に従って珪藻被殻を分離することができる。例えば、ディスクスタック遠心分離は、少なくとも一つの共通の特性（例えば、寸法、形状、破損度、及び／又は物質）を有する被殻の抽出を可能にする。
図４Ａ及び図４Ｂに示される分離プロセス２０等の工業的規模での被殻の分離を可能にする分離手順は以下のステップを含み得る：
１．珪藻被殻及び／又は珪藻被殻部分を備える固体混合物（例えば、珪藻土）の粒子は、岩石状であり得て、より小さな粒子に破壊可能である。例えば、固体混合物の粒子サイズを、分離プロセス２０を促進するように減少させ得る。一部実施形態では、粉末を得るため、例えば、乳鉢及び乳棒、ジャーミル、岩石粉砕機、及び／又はこれらの組み合わせを用いて、珪藻土を穏やかに粉砕したりすり潰したりし得る。
２．一部実施形態では、珪藻被殻及び珪藻被殻部分よりも大きな珪藻土の成分を、篩分けステップを介して除去し得る。一部実施形態では、篩分けステップは、珪藻土を粉砕した後に行われる。例えば、珪藻土粉末を篩分けして、被殻よりも大きな粉末粒子を除去し得る。固体混合物（例えば、粉砕された珪藻土）を液体溶媒中に分散させることによって、篩分けを促進することができる。溶媒は水及び／又は他の適切な液体溶媒であり得る。固体混合物及び溶媒を備える混合物を超音波処理することによって、溶媒中への固体混合物の分散を促進し得る。分散を促進する他の方法も適したものとなり得る。一部実施形態では、分散物は、略１重量パーセントから略５重量パーセントまで、略１重量パーセントから略１０重量パーセントまで、略１重量パーセントから略１５重量パーセントまで、略１重量パーセントから略２０重量パーセントまでの範囲内の重量パーセントの珪藻を備える。分散物中の固体混合物の濃度を減少させて、被殻よりも大きな分散物の粒子を除去する篩分けステップを促進し得る。篩の開口はサンプル中の珪藻のサイズに依存する。例えば、適切な篩は、略２０マイクロメートルのメッシュサイズ、又は、被殻よりも大きな固体混合物の分散粒子の除去を可能にする他の適切なメッシュサイズを有し得る（例えば、篩は、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでの、又は略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する）。振動篩を用いて、篩を介する流れを効果的に増大させ得る。
３．一部実施形態では、分離プロセスは、被殻（例えば、珪藻被殻や珪藻被殻部分）から有機汚染物質を除去する精製ステップを含む。有機汚染物質を除去するのに適したプロセスは、漂白剤（例えば、硝酸及び／又は過酸化水素）中への珪藻の含浸及び／又は加熱、及び／又は、より高温での被殻のアニーリングを備え得る。例えば、被殻のサンプルを、略１０体積パーセントから略５０体積パーセントまで（例えば、３０体積パーセント）の過酸化水素を備える或る体積の溶液中で略１分から略１５分まで（例えば、１０分）にわたって加熱し得る。他の組成、濃度及び／又は持続期間も適したものとなり得る。例えば、使用される溶液の組成、使用される溶液の濃度、及び／又は、加熱の持続期間は、精製されるサンプルの組成（例えば、有機汚染物質及び／又は珪藻の種類）に依存し得る。一部実施形態では、溶液中で珪藻を、その溶液から泡が出なくなるまで又は実質的に出なくなるまで（例えば、有機汚染物質の除去が完了したこと又は実質的に完了したことを示す）加熱して、有機汚染物質の十分な除去を促進し得る。溶液中への含浸及び／又は加熱を、有機汚染物質が除去される又は実質的に除去されるまで繰り返し得る。
有機汚染物質からの被殻の精製に続いて、水での洗浄が行われ得る。一部実施形態では、液体溶媒（例えば、水）で珪藻を洗浄し得る。珪藻は、例えば、遠心分離ステップを含む沈降プロセスを介して溶媒から分離され得る。適切な遠心分離技術として、例えば、ディスクスタック遠心分離、デカンタ遠心分離、管状ボウル遠心分離、及び／又はこれらの組み合わせが挙げられる。
４．一部実施形態では、分離プロセスは、無機汚染物質を除去する精製プロセスを含む。珪藻を塩酸及び／又は硫酸と混合することによって、無機汚染物質を除去し得る。無機汚染物質は、炭酸塩、粘土、及び他の可溶性の非シリカ物質を含み得る。例えば、珪藻のサンプルを、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸（例えば、略２０体積パーセントの塩酸）を備える或る体積の溶液と略２０分から略４０分までの持続期間（例えば３０分）にわたって混合し得る。他の組成、濃度及び／又は持続期間も適したものとなり得る。例えば、使用される溶液の組成、使用される溶液の濃度、及び／又は混合の持続期間は、精製されるサンプルの組成（例えば、無機汚染物質及び／又は珪藻の種類）に依存し得る。一部実施形態では、溶液中で珪藻を、その溶液が泡を出さなくなる又は実質的に泡を出さなくなる（例えば、無機汚染物質の除去が完了した又は実質的に完了したことを示す）まで混合して、無機汚染物質の十分な除去を促進し得る。溶液との珪藻の混合は、無機汚染物質が除去される又は実質的に除去されるまで繰り返され得る。
可溶性無機汚染物質からの珪藻の精製に続いて、水での洗浄が行われ得る。一部実施形態では、珪藻は液体溶媒（例えば水）で洗浄され得る。例えば遠心分離ステップを含む沈降プロセスを介して、被殻が溶媒から分離され得る。適切な遠心分離技術として、例えば、ディスクスタック遠心分離、デカンタ遠心分離、管状ボウル遠心分離、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
５．一部実施形態では、分離プロセスは、界面活性剤中への被殻の分散を備える。表面活性剤は、被殻及び／又は被殻部分を互いに分離することを促進し、被殻及び／又は被殻部分の凝集を減らし得る。一部実施形態では、添加剤を用いて、珪藻の凝集を減らす。例えば、珪藻を表面活性剤及び添加剤中に分散させ得る。一部実施形態では、表面活性剤及び／又は添加剤中への被殻の分散を、珪藻、表面活性剤及び／又は添加剤を備える混合物を超音波処理することによって、促進し得る。
６．一部実施形態では、破損した被殻片を湿式篩分けプロセスによって抽出し得る。例えば、濾過プロセスを用い得る。一部実施形態では、濾過プロセスは、破損した被殻のより小さな片を除去するための篩を用いることを備える。篩は、破損した被殻のより小さな片を除去するのに適したメッシュサイズを備え得る（例えば、７マイクロメートル篩）。湿式篩分けプロセスは、例えば、堆積物の凝集を防止することによって、篩の細孔中に小さな堆積物が凝集することを抑制又は防止し、及び／又は、小さな粒子が篩の細孔を通過できるようにする。凝集の防止は、例えば、篩メッシュ上の堆積物の物質の攪拌、バブリング、振盪、これらの組み合わせ等を含み得る。一部実施形態では、濾過プロセスは、一組の篩（例えば、徐々に細孔又はメッシュサイズが小さくなるもの）を介した連続的なものになり得る（例えば、単一の入出力を有する機械中の複数の篩）。
７．一部実施形態では、液体中での被殻の連続遠心分離（牛乳分離機型の機械）を用いることができる。例えば、ディスクスタック遠心分離を用い得る。このプロセスを用いて、共通の特性に従って珪藻を分離し、例えば、破損した被殻片を破損していない被殻から更に分離し得る。一部実施形態では、ディスクスタック遠心分離ステップを繰り返して、所望の分離（例えば、破損していない被殻からの破損し被殻の所望のレベルの分離）を達成することができる。
８．本願で説明されるように、被殻は溶媒中で洗浄され、これに続いて沈降プロセス（例えば遠心分離）が行われて、被殻を溶媒から抽出し得る。例えば、遠心分離を用いて、各洗浄ステップの後及び／又は最終的な使用の前に被殻又は被殻部分を沈降させることができる。洗浄ステップ後に被殻を沈降させるのに適した遠心分離技術として、連続遠心分離が挙げられ、ディスクスタック遠心分離、デカンタ遠心分離、及び／又は管状ボウル遠心分離が含まれるがこれらに限定されるものではない。
オーストラリア クイーンズランドのＭｏｕｎｔ Ｓｉｌｖｉａ Ｐｔｙ社（珪藻岩採掘会社）からの淡水珪藻を用いて、例示的な分離手順を試験した。サンプル中の珪藻の大部分は、アウラコセイラｓｐ．の一種類の珪藻を有していた。被殻は直径略５マイクロメートルで長さが１０マイクロメートルから２０マイクロメートルまでの円筒形状を有していた。
例示的な分離手順、図４Ａ及び図４Ｂに示される分離プロセス２０のフローチャートは単に一例である。フローチャートにおけるパラメータの量は例示的な量として与えられている（例えば、選択されたサンプルのみに適している）。例えば、その量は、異なる種類の珪藻では異なり得る。
珪藻の表面はアモルファスシリカを含み得て、また、負に帯電しているシラノール基を含み得る。ゼータ電位測定から見つかる等電点は、珪藻についてはｐＨ２付近にあることが多い（例えば、アモルファスシリカと同様）。
一部実施形態では、表面活性剤はカチオン性界面活性剤を備え得る。適切なカチオン性界面活性剤として、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、水酸化テトラメチルアンモニウム、及び／又はこれらの混合物等が挙げられる。表面活性剤は非イオン性表面活性剤でもあり得る。適切な非イオン性表面活性剤として、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、トリトンＸ‐１００、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、ポロキシマー、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態では、一種以上の添加剤を添加して、凝集を減らすことができる。適切な添加剤として、塩化カリウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
被殻は、その被殻の表面に適用された一つ以上の改質を有し得る。一部実施形態では、被殻は、被殻の一つ以上の表面上に一つ以上の構造体を形成するための基板として用いられ得る。図５Ａは、構造体５２を備える被殻５０の一例を示す。例えば、被殻５０は、中空の円筒状又は実質的に円筒状の形状を有し得て、その円筒の外側及び内側表面の両方上の構造体５２を備え得る。構造体５２は、被殻５０の特性又は特質（例えば、被殻５０の導電性等）を変更又は影響を与え得る。例えば、電気絶縁性の被殻５０が、被殻５０の一つ以上の表面上に導電性構造体５２を形成することによって、導電性にされ得る。被殻５０は、銀、アルミニウム、タンタル、黄銅、銅、リチウム、マグネシウム、及び／又はこれらの組み合わせ等を備える構造体５２を含み得る。一部実施形態では、被殻５０は、ＺｎＯを備える構造体５２を含む。一部実施形態では、被殻５０は、マンガンの酸化物、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）、及び／又はオキシ水酸化マンガン（ＭｎＯＯＨ）を備える構造体５２を含む。一部実施形態では、被殻５０は、他の金属含有化合物や酸化物を備える構造体５２を含む。一部実施形態では、被殻５０は、半導体、例えば、シリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、及び／又はこれらの組み合わせ等を備える構造体５２を含む。一部実施形態では、被殻５０は、被殻５０の表面全体又は実質的に全体に改質構造体５２を備える。
被殻５０の表面上に適用又は形成された構造体５２は、多様な形状、寸法、及び／又は他の特質を備え得る。被殻５０は、均一な又は実質的に均一な形状、寸法、及び／又は他の構造体５２の特質を有する構造体５２を備え得る。一部実施形態では、被殻５０は、ナノワイヤ、ナノチューブ、ナノシート、ナノフレーク、ナノスフィア、ナノ粒子、ロゼット形状を有する構造体、及び／又はこれらの組み合わせ等を備える構造体５２を有し得る。一部実施形態では、ナノ構造体は、略０．１ナノメートル（ｎｍ）から略１０００ｎｍまでの長さを有する寸法を有し得る。一部実施形態では、寸法はナノ構造体の直径である。一部実施形態では、寸法はナノ構造体の最長寸法である。一部実施形態では、寸法はナノ構造体の長さ及び／又は幅である。被殻の表面上のナノ構造体は、物質が大きな表面積を有することを促進し、電気化学反応を生じさせることができる表面積が増えた物質を与える。一部実施形態では、珪藻被殻は、製造プロセス中における及び／又はその製造プロセスによって製造された製品（例えば、珪藻被殻を用いて製造された電極、そのような電極を備えるデバイス）中におけるナノ構造体の凝集を低減、防止、又は実質的に防止し得る。ナノ構造体の凝集の減少は、電解質がアクセスするための活性表面積を増やすことを促進し得る（例えば、電極の活性表面積の増大、そのような電極を備えるデバイスのより良い電気性能）。一部実施形態では、珪藻被殻の表面の多孔率が、電極の活性表面への電解質イオンの拡散の促進等の活性表面エリアへの電解質のアクセスを促進し得る（例えば、珪藻被殻は、略１ナノメートル（ｎｍ）から略５００ｎｍまでの細孔サイズを有し得る）。
一部実施形態では、被殻５０は、ナノ構造体５２によって厚く覆われ得る。一部実施形態では、ナノ構造体５２の質量体被殻５０の質量の比は、略１：１から略２０：１までの間、略５：１から略２０：１までの間、略１：１から略１０：１までの間である。ナノ構造体５２は、好ましくは、コーティング前の被殻５０の質量よりも大きな質量を有する。ナノ構造体５２の質量は、コーティング前後の被殻５０の重さを測り、その差がナノ構造体５２の質量として決定され得る。
構造体５２は、被殻５０の表面上に形成又は堆積可能であり、これは、少なくとも部分的には、所望の物質を備える処方と被殻５０を組み合わせて、被殻５０の表面上に構造体５２のコーティング又はシーディングを可能にすることによって行われる。
本願で説明されるように、被殻５０の表面上の構造体５２は、酸化亜鉛、例えば酸化亜鉛ナノワイヤを備え得る。一部実施形態では、酢酸亜鉛二水和物（Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯ２）２・２Ｈ２Ｏ）及びエタノールを有する溶液と被殻５０を組み合わせることによって、酸化亜鉛ナノワイヤを形成することができる。例えば、エタノール中で０．００５ｍｏｌ／Ｌ（Ｍ）の濃度の酢酸亜鉛二水和物を有する溶液を被殻５０と組み合わせて、被殻５０の表面をコーティングし得る。次いで、コーティングされた被殻５０は空気乾燥され、エタノールで濯がれ得る。一部実施形態では、次いで、乾燥させた被殻５０をアニーリングし得る（例えば、略３５０℃の温度で）。次いで、酸化亜鉛ナノワイヤを被殻５０のコーティングされた表面上に成長させることができる。一部実施形態では、アニーリングされた被殻５０を室温以上の温度に維持して（例えば、略９５℃の温度付近で維持して）、酸化亜鉛ナノワイヤの形成を促進する。
また、被殻５０は、被殻５０の特性又は特質を変更するように被殻５０の表面上に形成又は堆積された物質も備え得る。例えば、電気絶縁性の被殻５０を、その被殻の一つ以上の表面上に導電性物質を形成又は適用することによって、導電性にし得る。被殻５０は、銀、アルミニウム、タンタル、黄銅、銅、リチウム、マグネシウム、及び／又はこれらの組み合わせ等を含み得る。一部実施形態では、被殻５０はＺｎＯを備える物質を含む。一部実施形態では、被殻５０は、マンガンの酸化物を備える物質を含む。一部実施形態では、被殻５０は、半導体、例えばシリコン、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、ヒ化ガリウム、及び／又はこれらの組み合わせ等を備える物質を含む。表面改質物質は、被殻５０の外側表面及び／又は内側表面上に存在し得る。一部実施形態では、被殻５０は、被殻５０の表面全体又は実質的に全体上に表面改質物質を備える。
物質は、少なくとも部分的には、被殻５０の表面上へのコーティング又はシーティングを可能にするように所望の物質を含む処方と被殻５０を組み合わせることによって、被殻５０の表面上に形成又は堆積可能である。
本願で説明されるように、物質を被殻５０の表面上に堆積させ得る。一部実施形態では、物質は、導電性金属、例えば、銀、アルミニウム、タンタル、銅、リチウム、マグネシウム、黄銅等を備える。一部実施形態では、銀を含む物質での被殻５０の表面のコーティングは、少なくとも部分的に、アンモニア（ＮＨ３）及び硝酸銀（ＡｇＮＯ３）を有する溶液と被殻５０を組み合わせることを含む。一部実施形態では、トレンス試薬を調製するのに用いられることが多いプロセスと同様のプロセスで、その溶液を調製することができる。例えば、溶液の調製は、アンモニアを含水硝酸銀に加えて、沈殿物を形成し、次いで、沈殿物が溶解するまでアンモニアを更に加えることを備え得る。次いで、溶液を被殻５０と組み合わせ得る。一例として、５ミリリットル（ｍＬ）のアンモニアを１５０ｍＬの含水硝酸銀に攪拌しながら加えて、沈殿物を形成し、次いで、沈殿物が溶解するまで更に５ｍＬのアンモニアを加える。次いで、その溶液を０．５グラム（ｇ）の被殻５０及びグルコース水溶液（例えば、１０ｍＬの蒸留水中に溶解させた４ｇのグルコース）と組み合わせることによって、混合物を形成し得る。ついで、その混合物を或る温度に維持されたバス（例えば、略７０℃の温度に維持された温水バス）中に浸漬された容器中に入れて、被殻５０のコーティングを促進し得る。
［珪藻被殻又は珪藻被殻部分上のナノ構造体の成長］
本願で説明されるように、珪藻土は、化石化した珪藻と呼ばれる微生物からの天然由来の堆積物である。化石化した微生物は、多くの場合略１マイクロメートルから略２００マイクロメートルまでのサイズで高度に構造化したシリカ製の硬い被殻を備える。異なる種の珪藻は異なる三次元形状及び特徴を有し、源毎に異なる。
珪藻土は、高度に多孔質で、研磨性で、及び／又は耐熱性の物質を含み得る。こうした性質のため、珪藻土には多様な応用が見つかっており、例えば、濾過、液体吸収、断熱、セラミックのような添加剤、弱研磨剤、洗浄、食品添加物、化粧品等が挙げられる。
珪藻被殻は、ナノサイエンス及びナノテクノロジーにとって魅力的な特徴、つまり、天然由来のナノ構造体、ナノ細孔、ナノキャビティ、ナノバンプを有する（例えば、図１から図３に示されるように）。珪藻種に依存する被殻形状の多様性（１０５種を超える）は他の魅力的な性質である。珪藻被殻は二酸化シリコンから形成され、その二酸化シリコンは、珪藻ナノ構造体を維持しながら有用な物質でコーティング又は置換可能である。珪藻ナノ構造体は多くのプロセス及びデバイス（色素増感太陽電池、ドラッグデリバリー、エレクトロルミネセントディスプレイ、Ｌｉイオン電池用のアノード、ガスセンサ、バイオセンサ等）によって有用なナノ物質であり得る。ＭｇＯ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ＳｉＣ、ＳｉＮ及びＳｉの形成は、ＳｉＯ２の高温ガス置換を用いて達成可能である。
一部実施形態では、珪藻被殻を三次元ナノ構造体でコーティングすることができる。珪藻は、内側及び／又は外側表面（珪藻のナノ細孔の内側等）に対してコーティングされ得る。コーティングは珪藻の構造を正確には保たないものとなり得る。しかしながら、コーティング自体がナノ細孔及びナノバンプを有し得る。このようなシリカ被殻／ナノ構造体複合材は被殻を支持体として用いる。ナノ構造体化物質は、互いに密に結合した小さなナノ粒子（ナノワイヤ、ナノスフィア、ナノプレート、ナノ粒子の稠密アレイ、ナノディスク、及び／又はナノベルト）を有し得る。全体としては、その複合材は非常に大きな表面積を有し得る。
多様な物質を備えるナノ構造体を被殻の表面上に形成し得る。一部実施形態では、ナノ構造体は、金属物質を備える。例えば、被殻の一つ以上の表面上に形成されたナノ構造体は、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、水銀（Ｈｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カルシウム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、鉛（Ｐｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は酸化金属を備える。例えば、被殻表面上に形成されたナノ構造体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）、酸化水銀（ＨｇＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化銀（Ｉ，ＩＩＩ）（ＡｇＯ）、酸化銀（Ｉ）（Ａｇ２Ｏ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉛（ＩＩ）（ＰｂＯ）、酸化鉛（ＩＩ，ＩＶ）（Ｐｂ２Ｏ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、酸化バナジウム（Ｖ）（Ｖ２Ｏ５）、酸化銅（ＣｕＯ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）、酸化鉄（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化ルビジウム（ＩＶ）（ＲｕＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化イリジウム（ＩＶ）（ＩｒＯ２）、酸化コバルト（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｃｏ３Ｏ４）、二酸化錫（ＳｎＯ２）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は他の金属含有化合物、例えば、オキシ水酸化マンガン（ＩＩＩ）（ＭｎＯＯＨ）、オキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）、ニッケル銀酸化物（ＡｇＮｉＯ２）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、銀鉛酸化物（Ａｇ５Ｐｂ２Ｏ６）、酸化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｏ３）、銀ビスマス酸化物（ＡｇＢｉＯ３）、銀バナジウム酸化物（ＡｇＶ２Ｏ５）、硫化銅（Ｉ）（ＣｕＳ）、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、硫化鉄（ＦｅＳ）、ヨウ化鉛（ＩＩ）（ＰｂＩ２）、硫化ニッケル（Ｎｉ３Ｓ２）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、銀クロム酸化物又はクロム酸銀（Ａｇ２ＣｒＯ４）、酸化銅（ＩＩ）リン酸塩（Ｃｕ４Ｏ（ＰＯ４）２）、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、水素化金属合金（例えば、ＬａＣｅＰｒＮｄＮｉＣｏＭｎＡｌ）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４，ＬＥＰ）、過マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウムマンガン二酸化物（ＬｉＭｎＯ２）、Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備える。
一部実施形態では、被殻の表面上に形成されたナノ構造体は非金属又は有機物質を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は炭素を備え得る。例えば、ナノ構造体は、多層及び／又は単層カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、カーボンナノオニオン、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、ナノ構造体は、フッ化炭素（例えば、ＣＦｘ）、硫黄（Ｓ）、導電性ｎ／ｐ型ドープポリマー（例えば、導電性ｎ／ｐ型ドープのポリフルオレン、ポリフェニレン、ポリピレン、ポリアズレン、ポリナフタレン、ポリピロール、ポリカルバゾール、ポリインドール、ポリアゼピン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリ３，４‐エチレンジオキシチオフェン、及び／又はポリｐ‐フェニレン硫化物）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。
珪藻被殻の表面上に形成されたナノ構造体として、１）銀（Ａｇ）ナノ構造体、２）酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノ構造体、カーボンナノチューブ“フォレスト”、及び／又は４）マンガン含有ナノ構造体が挙げられる。本願で説明されるように、その一つ以上の表面上にナノ構造体が形成された珪藻被殻は、電池、スーパーキャパシタ、太陽電池等のエネルギー貯蔵デバイス及び／又はガスセンサとして使用可能である。ナノ構造体は、破損していない被殻及び／又は破損した被殻の一つ以上の表面上に形成され得る。一部実施形態では、ナノ構造体形成プロセスにおいて使用される被殻又は被殻部分は、本願で説明される分離ステップを備える分離手順（例えば、図４Ａ及び図４Ｂに示される分離プロセス２０）を介して抽出されたものであり得る。一部実施形態では、ナノ構造体化活物質の成長前に、被殻を一種以上の機能化化学物質（例えば、シロキサン、フッ化シロキサン、タンパク質及び／又は表面活性剤）で前処理することができる。一部実施形態では、ナノ構造体化活物質の成長前に、被殻を導電性物質（例えば、金属及び／又は導電性カーボン）、及び／又は半導体物質でプレコーティングすることができる。例えば、被殻は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、半導体含有合金（例えば、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）合金）、及び／又はこれらの組み合わせ等でプレコーティングされ得る。
一部実施形態では、ナノ構造体を、二段階方法を用いて成長させる。第一段階は、一般的に、珪藻被殻の表面上のシードの成長を含む。シードは、珪藻被殻の表面に直接結合（例えば、化学結合）しているナノ構造体であり、特定の粒サイズ及び／又は均一性を有し得る。このような結合を生じさせるためにエネルギーを付与し得る。シーディングプロセスは、高温下で行われ得て、及び／又は、熱や他の形態のエネルギー利得を生じさせることができる他の方法を含み得る。
ナノ構造体を形成する第二段階は、一般的に、シードから最終的なナノ構造体を成長させることを含む。シードでプレコーティングされた被殻を、特定の条件下で初期物質の環境に浸漬し得る。ナノ構造体は、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子、ナノベルト、ナノディスク、及び／又はこれらの組み合わせ等のうち一種以上を含み得る。形状因子は、ナノ構造体の成長条件に依存し得る（例えば、ナノ構造体の形態は、シード層上のナノ構造体の形成中の一つ以上の成長条件（例えば、成長温度、加熱パターン、ナノ構造体成長中の化学添加剤の含有、及び／又はこれらに組み合わせ等）に依存し得る）。
［珪藻被殻の表面上にＡｇナノ構造体を形成する例示的なプロセス］
銀でシリカを初期コーティング（又はシーディング）することを、マイクロ波、超音波処理、表面改質を用いたＡｇ＋塩の還元、及び／又は還元剤を用いた硝酸銀（ＡｇＮＯ３）の還元によって行うことができる。
シード成長ステップは、溶媒中への銀塩及び還元剤の溶解（例えば、還元剤及び溶媒は同じ物質であり得る）と、混合物中への精製被殻の分散を含み得る。溶解の間及び／又は後に、物理的な力（混合、攪拌、加熱、超音波処理、マイクロ波、及び／又はこれらの組み合わせ等）を印加し得る。シード層成長プロセスは多様な時間にわたって行われ得る。
［珪藻被殻の表面上にＡｇシードを成長させることの例］
例１は以下のステップを含む。０．２３４ｇの精製珪藻、０．１ｇのＡｇＮＯ３及び６０℃で溶融させた５０ｍＬのＰＥＧ６００（ポリエチレングリコール）をビーカー中で混合する。一部実施形態では、クリーンな珪藻と銀寄与成分（例えば、硝酸銀）と還元剤とを備える混合物を反復加熱方式で加熱し得る。一部実施形態では、還元剤と溶媒は同じ物質であり得る。例えば、毎分略１００ワットから略５００ワットまでで熱を変化させながら、略２０分から略４０分にわたって混合物を加熱し得る。例えば、洗浄された珪藻と硝酸銀と溶融ＰＥＧを備える混合物を、略３０分にわたってマイクロ波で加熱した。マイクロ波のパワーを毎分１０から５００ワットまでで変化させて、混合物の過熱を防止した。一部の市販のマイクロ波加熱器では、使用者が特定期間後の含有物の温度を決定することができ、及び／又は、多様な期間後における多数の温度を決定することができ（例えば、温度勾配を定めることができる）、その結果が得られるようにマイクロ波加熱器がパワーを制御する。例えば、マイクロ波加熱器は、５０ｍＬの水を１分間で８５℃に加熱するよりも５０ｍＬの水を２分間で８５℃に加熱するのにより低いパワーが必要であることを決定し得て、この調整が、例えば温度センサに基づいて、加熱プロセス中に行われ得る。他の例では、マイクロ波加熱器は、１００ｍＬの水を２分間で８５℃に加熱するよりも５０ｍＬの水を２分間で８５℃に加熱するのにより低いパワーが必要であることを決定し得て、この調整は、例えば温度センサに基づいて、加熱プロセス中に行われ得る。珪藻は遠心分離されエタノールで洗浄された。そのシードが図５Ｂ及び図５Ｃに示されている。
例２は以下のステップを含む。４５ｍＬのＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドと、０．１９４ｇの６０００ＭＷ ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）と、５ｍＬの０．８ｍＭ ＡｇＮＯ３水溶液と、０．１ｇの濾過及び精製した珪藻をビーカー中で混合する。超音波処理器のチップ（例えば、直径１３ｍｍ、２０ｋＨｚ、５００ワット）を混合物中に入れて、混合物を有するビーカーを氷バスに入れた。チップ振幅を１００％に設定する。超音波処理を３０分間持続させる。この手順後に、３０００ＲＰＭで５分にわたるバス中での超音波処理及び遠心分離を用いて、珪藻をエタノール中で二回洗浄する。次いで、珪藻上にシードが見られるまで、このプロセスを更に二回繰り返す。
図５Ｂは、珪藻被殻６０の表面上に形成された銀シード６２の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。図５Ｃは、珪藻被殻６０の表面上に形成された銀シード６２の２５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。
［銀でシーディングされた珪藻被殻表面上に銀ナノ構造体を形成することの例］
シーティングされた被殻を銀で更にコーティングすることは、酸化銀の形成を抑止するようにアルゴン（Ａｒ）雰囲気下で行われ得る。一部実施形態では、珪藻被殻部分を焼成して（例えば、略４００℃から略５００℃までの間の温度に加熱する）、珪藻被殻部分の一つ以上の表面上に形成され得る酸化銀（シーディングされた珪藻被殻部分を銀で更にコーティングするプロセス中に形成された酸化銀を含む）から銀を得る。例えば、珪藻被殻部分の焼成は、導電性銀インク（例えば、本願で説明されるような紫外性硬化性導電性銀インク）を製造する際に用いられる珪藻被殻部分に対して行われ得る。一部実施形態では、焼成は、酸化銀を銀に還元することを促進する雰囲気（例えば、水素ガス）下のものとなり得る。導電性銀インクが備える珪藻被殻分を焼成して酸化銀から銀を得ることは、銀は酸化銀よりも導電性であること、及び／又は、銀と銀との接点（例えば、銀と酸化銀との接点及び／又は酸化銀と酸化銀との接点に対して）を増やし得ることに起因して、導電性銀インクの導電性を改善し得る。焼成に代えて又は加えて、酸化銀から銀を得る他の方法（例えば、化学反応を有するプロセス等）も適したものとなり得る。
シード層上のナノ構造体の形成は、銀塩、還元剤及び溶媒を含み得る。混合ステップ、加熱ステップ及び／又は滴定ステップ（例えば、ナノ構造体成長プロセスの成分の相互作用を促進する）が、シード層上にナノ構造体を形成するように適用され得る。
シード層上にナノ構造体を形成するためのプロセスの一例は以下のプロセスを含む。
５ｍＬの０．０３７５Ｍ ＰＶＰ（６０００ＭＷ）水溶液を一つのシリンジ内に入れ、５ｍＬの０．０９４Ｍ ＡｇＮＯ３水溶液を他のシリンジ内に入れる。０．０２ｇのシーディングされ洗浄され乾燥させた珪藻を５ｍＬのエチレングリコールと混合して、略１４０℃に加熱した。シリンジポンプを用いて、略０．１ミリリットル毎分（ｍＬ／分）の速度で珪藻を銀塩（例えば、ＡｇＮＯ３）及びＰＶＰ溶液で滴定する。滴定の終了後、混合物を３０分にわたって攪拌する。次いで、エタノール、バス超音波処理及び遠心分離を用いて、珪藻を洗浄する（例えば二回洗浄する）。
図５Ｄ及び図５Ｅは、銀ナノ構造体５４が珪藻被殻６０の表面上に形成されている例のＳＥＭ像を示す。図５Ｄ及び図５Ｅは、厚いナノ構造化コーティングを高表面積で有する被殻６０を示す。図５Ｄは２０ｋ倍の倍率での被殻表面のＳＥＭ像であり、図５Ｅは１５０ｋ倍の倍率での被殻表面のＳＥＭ像である。図５Ｌは、表面上に銀ナノ構造体を有する珪藻被殻６０の５０ｋ倍の倍率での他のＳＥＭ像である。図５Ｌには、珪藻被殻６０の厚いナノ構造化コーティングを見て取ることができる。
Ａｇ成長に適した還元剤の例として、銀の無電解析出に用いられる一般的な還元剤が挙げられる。銀の無電解析出に適したいくつかの還元剤として、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、グルコース、酒石酸ナトリウム、シュウ酸、ギ酸、アスコルビン酸、エチレングリコール、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
適切なＡｇ＋塩及び酸化物の例として銀塩が挙げられる。最も一般的に用いられる銀塩は水溶性である（例えば、ＡｇＮＯ３）。適切な銀塩として、ＡｇＮＯ３のアンモニウム溶液が挙げられる（例えば、Ａｇ（ＮＨ３）２ＮＯ３）。一部実施形態では、銀（Ｉ）塩又は酸化物が使用され得る（例えば、水溶性及び／又は非水溶性）。例えば、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、シアン化銀（ＡｇＣＮ）、テトラフルオロホウ酸銀、六フッ化リン酸銀、エチル硫酸銀、及び／又はこれらの組み合わせ等も適したものとなり得る。
適切な溶媒として以下のものが挙げられる：水、アルコール、例えば、メタノール、エタノール、Ｎ‐プロパノール（例えば、１‐プロパノール、２‐プロパノール（イソプロパノール，ＩＰＡ，ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ）、１‐メトキシ‐２‐プロパノール等）、ブタノール（例えば、１‐ブタノール、２‐ブタノール（イソブタノール）等）、ペンタノール（例えば、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール等）、ヘキサノール（例えば、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール）、オクタノール、Ｎ‐オクタノール（例えば、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール等）、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ，ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒｆｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール等； ラクトン、例えば、ブチルラクトン等； エーテル、例えば、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル等； ケトン（ジケトン、シクロケトンを含む）、例えば、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン； エステル、例えば、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩等； 炭酸塩、例えば、炭酸プロピレン等； ポリオール（又は液体ポリオール）、グリセロール、他の高分子ポリオールやグリコール、例えば、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール； テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ，ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ，Ｎ‐ｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）； 塩化チオニル、塩化スルフリル、及び／又はこれらの組み合わせ等。
一部実施形態では、溶媒は還元剤としてしても機能し得る。
［低コスト紫外線硬化性銀珪藻導電性インクを製造する例示的な方法］
熱硬化性銀フレーク及び銀ナノ粒子導電性インクは、多数の製造業者、例えば、ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）社、スプレーラット（Ｓｐｒａｙｌａｔ）社、コンダクティブコンパウンズ（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）社、デュポン社、クリエイティブマテリアルズ（Ｃｒｅａｔｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）社等から入手可能である。それほど一般的にではない製品は、紫外線（ＵＶ）で硬化可能な銀導電性インクである。僅か数社（例えば、ヘンケル社）のみが、そのようなインクを提供している。紫外線硬化性銀導電性インクは、高い銀担持量、及び導電率に対する１平方メートル当たりのコストの高さに起因して、非常に高価になることが多い。その導電率は、同じウェット膜厚において適用された熱硬化銀導電性インクの導電率の１／５から１／１０になり得る。
現状入手可能な紫外線硬化性インクと少なくとも同じ又はより良い導電率を有する低コスト紫外性硬化性銀が必要とされていることは明らかである。一部の紫外線硬化性銀は、インク中に存在する多量の銀を完全には活用していないものであり得るので、はるかに少ない銀を用いて、現状の紫外線硬化性銀インクと同様又はより優れた導電率及び／又は硬化性を有する銀インクを開発することが必要とされている。
紫外線硬化性銀の開発の難しさは、銀の紫外線吸収特性に起因するものであり得る。熱硬化銀インクにおいては、高アスペクト比を有する銀フレークを用いて、フレーク内接触面積を最大にすることによって最高の導電率を得ることができる。この種の銀フレークを、導電インクに適した紫外線硬化性樹脂系と混ぜて、印刷又は他のコーティングプロセスを用いて表面に適用し、紫外線に晒すと、紫外線が銀インクのウェット層を介して散乱する前に、紫外線の多くが銀によって吸収され得る。銀フレークによる紫外線吸収は、ウェットインクフィルムにおいて紫外線開始の重合を生じさせることを抑制又は防止し得る（例えば、特定の深さを超えたウェットインクの紫外線開始の重合を抑制又は防止する）。インクフィルムの重合の低減は、例えば、銀インク層の底の大部分が未硬化で湿っているので、基板に接着しない銀インクの不完全な硬化層を生じさせ得る。低アスペクト比の銀粒子を紫外線硬化性銀インクに用いて、銀インクの適用層を介する可能な光散乱経路の数を増やすことによって、銀インクの適用層全体にわたる適切な硬化を達成し得る。低アスペクト比の粒子は、小さな表面積を有し、フレーク内接触面積を減らし得て、今度はそれが、高アスペクト比のフレークを用いた場合に可能なものに対して硬化フィルムの導電率を低下させ得る。この硬化の問題を解決することができれば、より大きなアスペクトで高い導電率の銀フレークを銀インクにおいて用いることができ、結果としての銀フィルムの導電率を向上させ、及び／又は、高導電率を達成するのに用いられる銀の量を減らし得る。
一部実施形態では、非導電性基板（例えば、珪藻被殻フレークなどの珪藻被殻部分）を銀でメッキすることができる。紫外線は、珪藻被殻フレークの本体部の一つ以上の表面上の穿孔を通過し得る。銀インクにおいて銀メッキ珪藻フレークを用いると、銀インクの硬化を促進して、銀インクにおいて高アスペクト比のフレークを使用することが可能になる。一部実施形態では、銀メッキ珪藻被殻を備える銀インクは、硬化した銀インクの導電率を増大させると共に、インクのコストを削減することを可能にし得る。
一部実施形態では、銀インクに用いられる珪藻被殻の部分（例えば、破損した珪藻被殻）は、無傷の珪藻粒子から精製及び分離され得て、また、珪藻被殻の部分の一つ以上の表面が、例えば本願で説明される方法に従って、銀で無電解コーティングされ得る。
珪藻表面は、銀でコーティングされた場合であっても、規則的なパターンの孔又は開口で孔が開いたものであり得る（例えば直径略３００ｎｍの孔を含む）。開口は、ＵＶ波長が銀でコーティングされた珪藻粒子を介して散乱することを可能にするのに十分大きなものであり得る。銀でコーティングされた破損珪藻は、高アスペクト比の穿孔フレーク状の破片を備え得る。図５Ｆは、Ａｇナノ構造体（例えば、銀ナノ構造体６４）でコーティングされた珪藻被殻の破損片（例えば、珪藻被殻フレーク６０Ａ）のＳＥＭ像を示す。
一部実施形態では、導電性粒子が高アスペクト比を有し、つまりは大きな表面積を有する場合であっても、銀でコーティングされ孔が開いた珪藻フレークを、中程度の厚さのインク（例えば、略５μｍから略１５μｍまでの厚さを有する銀インク）で用いる際に硬化可能な紫外線銀インクを製造するのに用いることができる。被殻フレークの大きな表面積は、フレーク内電気接点の数を増やすことによって、優れたフレーク内導電性を生じさせて、所望のシート導電率を達成するのに必要な程度の銀のみを実質的に用い、その残余の容量は安価な珪藻充填材及び紫外線バインダー樹脂が占めるという高導電性インクをもたらす。
銀ナノ構造体は、被殻の実質的に全表面（被殻穿孔の内側表面を含む）を覆い得るが、穿孔を塞がない（例えば、穿孔及び被殻表面の一つ以上の表面が銀ナノ構造体及び／又は銀シード層でメッキされ得る）。Ａｇでコーティングされた珪藻フレークの穿孔は、紫外線が珪藻フレークを通過するようにして、適用された銀インクフィルムの深部までの硬化を促進する一方で、電流が穿孔を通ってフレークの一方の側から他方の側に直接伝わることを可能にし得る。フレークを介する導電経路の長さの削減は、銀インク製の硬化フィルムの全体的な抵抗を低下させ得る。
例示的な紫外線誘起重合性インクの処方は、以下に挙げる成分を含む。一部実施形態では、珪藻被殻フレークを有する銀インクを、以下に挙げる成分を組み合わせることによって製造することができ、例えば、一つ以上の表面上に形成された銀ナノ構造体を有する複数の被殻部分（例えば、被殻フレーク）を以下に挙げる一つ以上の他の銀インク成分と組み合わせる。銀フィルムは、銀インクを紫外線源で硬化させることによって製造され得る。
１） 被殻、多様な種類のうちいずれか、略１０ｎｍから略５００ｎｍまでの間の厚さのＡｇコーティングでメッキされたもの（例えば、その上にナノ構造体が形成されたもの）。Ａｇコーティングの厚さは、珪藻穿孔の細孔サイズに依存し得る。組成中の割合は略５０重量％から略８０重量％までの間であり得る。その断片を用いることができる珪藻種の例は、アウラコセイラｓｐ．１である。
２） 銀に対して良好な親和性を有する極性ビニルモノマー、例えば、ｎ‐ビニル‐ピロリドンや、ｎ‐ビニルカプロラクタム。
３） レオロジー改質剤として優れた伸長特性を有し、硬化フィルムの柔軟性を改善するアクリレートオリゴマー。
４） 架橋を増やすことで丈夫で溶媒に耐性がある硬化フィルムを生成するための架橋剤としての一種以上の二官能性又は三官能性アクリレートモノマー又はオリゴマー。こうした物質は、表面硬化を改善し得る光開始共力剤（ｓｙｎｅｒｇｉｓｔ）として機能するように選択され得る。例として、エトキシ化又はプロポキシ化ヘキサンジオール、例えば、サートマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ）ＣＤ５６０（登録商標）、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート（例えば、ＳＲ４５４（登録商標）との型番でサートマーから入手可能）、シアヌル酸トリアリル（例えば、ＳＲ５０７Ａ（登録商標）との型番でサートマーから入手可能）が挙げられる。アクリル酸アミン共力剤も一つの選択肢であり、例として、サートマーＣＮ３７１（登録商標）や、サートマーＣＮ３７３（登録商標）が挙げられる。
５） バブリングを減らしウェットインクの質を改善するためのアクリレート系のフロー及びレベル剤（例えば、適切なフロー及びレベル剤として、Ｍｏｄａｆｌｏｗ２１００（登録商標）、Ｍｏｄａｆｌｏｗ９２００（登録商標）が挙げられる）。ウェットインクの質の改善は、硬化した銀インクフィルムの質を改善し得る。
６） 色素担持インク系に適した一種以上の光開始剤。一部実施形態では、少なくとも一種の光開始剤は、銀メッキ珪藻フレークの平均細孔サイズ近く又は以下の波長に感度を有し、紫外線光子が細孔を通過して、フレークの下で重合を開始し、及び／又は、他の銀メッキ珪藻フレーク中で穿孔を介して散乱して、未硬化のフィルムの更に深くに入り込んで、そこで重合を開始する。光開始剤の例として、Ｃｉｂａ Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７（登録商標）、イソプロピルチオキサントン（ＩＴＸ，ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ｔｈｉｏｘｏｔｈａｎｏｎｅ、英国Ｌａｍｂｓｏｎから、Ｓｐｅｅｄｃｕｒｅ ＩＴＸ（登録商標）との商品名で入手可能である）。
７） 任意の接着促進アクリレート（例えば、２‐カルボキシエチルアクリレート）。
８） 表面張力を低下させてフレークの湿潤性を改善するための任意の湿潤剤（例えば、デュポンのＣａｐｓｔｏｎｅ ＦＳ‐３０（登録商標）、デュポンのＣａｐｓｏｔｎｅ ＦＳ‐３１（登録商標））。
９） 銀金属の存在によって引き起こされる早期重合を抑制するための任意の紫外性安定剤（例えば、ハイドロキノン、メチルエチルハイドロキノン（ＭＥＨＱ，ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｙｌ ｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｎｅ））
１０） 粘度を低下させて、銀インク組成物を高速コーティングプロセス（フレキソ印刷、グラビア印刷、及び／又はこれらの組み合わせ等のプロセス）で使用することを促進する任意の低沸点溶媒。
一部実施形態では、珪藻被殻部分を備える銀インクは熱硬化可能である。一部実施形態では、銀インクを熱源に晒すことができる。例えば、銀インクを加熱して、銀インクのポリマー成分同士の間の重合反応を促進し得る。一部実施形態では、銀インクの熱硬化は、溶媒成分の除去を促進し得る。例えば、銀インクを熱源に晒して、銀インクの温度を銀インク溶媒成分の沸点以上に上げて、溶媒成分の除去を促進し得る。
［珪藻被殻の表面上に酸化亜鉛（ＺｎＯ）ナノ構造体を形成する例示的なプロセス］
一般的に、コロイド状ＺｎＯのスプレー又はスピンコーティングを用いて、又は、亜鉛塩溶液の熱分解で、基板上にＺｎＯシードを堆積させることができる。例えば、酢酸亜鉛前駆体の熱分解が、垂直に良好に整列したＺｎＯナノワイヤを与えることができる。
シードからのＺｎＯナノ構造体の成長は、塩基性溶液中でのＺｎ塩の加水分解によって実現可能である。このプロセスは、室温又はより高温で行われ得る。マイクロ波加熱はナノ構造体の成長を大幅に加速させることができる。成長パラメータに応じて、多様なナノ構造体が観測された（例えば、ナノ構造体の形態は、シード層状にナノ構造体を形成している間の一つ以上の成長条件（例えば、成長温度、加熱のパターン、ナノ構造体成長中の化学添加剤の含有、及び／又はこれらの組み合わせ）に依存し得る）。例えば、化学添加剤を用いて、所望の形態のナノ構造体を得ることができる。また、ＺｎＯナノ構造体は、その半導体特性を制御するようにドーピング可能でもある。
［珪藻被殻の表面上にＺｎＯシードを成長させるための例示的なプロセス］
１．ＺｎＯのシードの構築は、エタノール中の０．１ｇの精製珪藻と１０ｍＬの０．００５Ｍ酢酸亜鉛（Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）（例えば、亜鉛寄与成分）との混合物を乾燥するまで略２００℃（例えば、略１７５℃から略２２５℃までを含む）に加熱することによって行われ得る。ＺｎＯでシーディングされた被殻表面の１００ｋ倍の倍率でのＳＥＭ像が図５Ｇ及び図５Ｈに示されている。図５Ｇ及び図５Ｈは、被殻７０の表面上に形成されたＺｎＯを備えるシード７２のＳＥＭ像を示す。図５Ｇは、酸化亜鉛を備えるシード７２を有する被殻表面の１００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。図５Ｈ、酸化亜鉛を備えるシード７２を有する被殻表面の１００ｋ倍の倍率でのＳＥＭ像を示す。
一部実施形態では、被殻表面をＺｎＯでシーディングするプロセスは、以下の組成を有する混合物を形成することを備える：２重量％から略５重量％までの被殻、略０．１重量％から略０．５重量％までの亜鉛塩（例えば、Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）、及び、略９４．５重量％から略９７．９重量％までのアルコール（例えば、エタノール）。一部実施形態では、被殻表面上にＺｎＯシードを形成することは、混合物を加熱することを備える。混合物を所望の温度に所定の期間にわたって加熱して、被殻の表面上にＺｎＯシードを形成すること及び混合物から液体を除去することを促進し得る。加熱は、混合物を所望の温度に所望の期間にわたって加熱することができるあらゆる数の加熱装置（ホットプレート等）を用いて行われ得る。一部実施形態では、混合物を略８０℃を超える温度に加熱して、被殻表面上へのＺｎＯシードの形成を促進し、また、ＺｎＯでシーティングされた被殻を乾燥させることができる。一部実施形態では、加熱した混合物を真空オーブン中で更に加熱して、液体を更に除去することを促進し得る。例えば、混合物を真空オーブン中で略１ミリバール（ｍｂａｒ）の圧力で略５０℃から略１００℃までの或る温度で加熱し得る。
一部実施形態では、乾燥させた被殻はアニーリングプロセスを受け得る。一部実施形態では、アニーリングプロセスは、ＺｎＯの所望の形成を促進するように構成され、例えば、亜鉛塩を分解してＺｎＯを形成することを促進する。一部実施形態では、アニーリングプロセスの条件は、被殻の更なる乾燥を達成するように構成され得て、例えば、残留している液体を被殻から蒸発させる。一部実施形態では、アニーリングプロセスは、乾燥させた被殻を不活性雰囲気において、略２００℃から略５００℃までの或る温度で加熱することを備え得る。一部実施形態では、アニーリングプロセスは、アルゴンガス（Ａｒ）及び／又は窒素ガス（Ｎ２）を含む雰囲気での過熱を含み得る。
［珪藻被殻のＺｎＯでシーティングされた表面上にＺｎＯナノ構造体を成長させるための例示的なプロセス］
２．本願で説明されるように、被殻表面上に形成されたＺｎＯシード上に、ＺｎＯナノ構造体を成長させることができる。一部実施形態では、ＺｎＯナノ構造体の成長は、水中において、０．１ｇのシーティングされた被殻と、１０ｍＬの０．０２５Ｍ ＺｎＮＯ３（例えば、亜鉛寄与成分）及び０．０２５Ｍ ヘキサメチレンテトラアミン溶液（例えば、塩基性溶液）との混合物中において行われ得る。その混合物を略９０℃（例えば、略８０℃から略１００℃までを含む）に略二時間（例えば、略一時間から略三時間までを含む）にわたって攪拌プレート上で加熱し得て、又は、略１０分の持続期間（例えば、略５分から略３０分までの持続期間を含む）にわたる周期的な加熱ルーチン（例えば、マイクロ波加熱）を用い得て、この場合、サンプルは、略２分（例えば、略３０秒から略５分まで、略１分から略５分まで、略５分から略２０分までを含む）にわたって略５００ワット（例えば、略４８０ワットから略５２０ワットまでを含む）のパワーで加熱され、次いで、略１分（例えば、略３０秒から略５分までを含む）にわたって加熱をオフにして、その後、５００ワットでの加熱を繰り返す。上記プロセスを用いた結果としての被殻７０の内側及び外側表面上のナノワイヤ７４が図５Ｉ及び図５Ｊに示されている。図５Ｉは、珪藻被殻７０の内側表面及び外側表面の両方の上に形成されたＺｎＯナノワイヤ７４の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。一部実施形態では、ＺｎＯナノワイヤ７４は、珪藻被殻７０の内部の表面の一部の上に形成され得る。例えば、ＺｎＯナノワイヤ７４は、珪藻被殻７０の内部の全て又は実質的に全ての表面上に形成され得る。ＺｎＯナノワイヤ７４は、珪藻被殻７０の内部及び外部の表面の全て又は実質的に全ての上に形成され得る。本願の図面は、珪藻被殻上にナノ構造体（例えば、ＺｎＯナノワイヤ）を成長させること（珪藻被殻の内部にナノ構造体（例えば、ＺｎＯナノワイヤ）を成長させることを含む）が可能であることを立証している。珪藻被殻の全て又は実質的に全ての面をＺｎＯナノワイヤでコーティングすることは、例えば、基板の外側の上のみに形成されたＺｎＯナノ構造体を備える物質（例えば、インクやそれから印刷された層）と比較して、ＺｎＯナノ構造体でコーティングされた珪藻被殻を備える物質（例えば、インクやそれで印刷された層）の導電率を増大させ得る。図５Ｊは、珪藻被殻７０の表面上に形成されたＺｎＯナノワイヤ７４の２５ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。図５Ｍ及び図５Ｎは、一つ以上の表面上にＺｎＯナノワイヤ７４を有する珪藻被殻７０の更なるＳＥＭ像である。図５Ｍは、１０ｋ倍の倍率の珪藻被殻７０のＳＥＭ像である。図５Ｎは、１００ｋ倍の倍率の珪藻被殻７０のＳＥＭ像である。多面体で多角形断面でロッド状の構造のＺｎＯナノワイヤ７４が被殻７０の表面に付着している様子を図５Ｎに明確に見て取れる。１００ワットのマイクロ波での加熱（例えば、略８０ワットから略１２０ワット、略２分間オンにして、次いで略１分間オフにして、略１０分の総持続期間にわたって繰り返す）を行うと、被殻７０の表面上にナノプレート７６を形成することができる（例えば、図５Ｋに示されるように）。
一部実施形態では、ＺｎＯでシーディングされた被殻の一つ以上の表面上にＺｎＯナノ構造体を形成するためのプロセスは、以下の組成を有する混合物を形成することを備える：略１重量％から略５重量％までのシーティングされた被殻、略６重量％から略１０重量％までの亜鉛塩（例えば、Ｚｎ（ＮＯ３）２）、略１重量％から略２重量％までの塩基（例えば、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ））、略１重量％から略５重量％までの添加剤（例えば、ヘキサメチレンテトラアミン（ＨＭＴＡ，ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｍｉｎｅ））、及び、略７９重量％から略９１重量％までの精製水。一部実施形態では、ＺｎＯナノ構造体を形成することは、混合物を加熱することを備える。マイクロ波を用いて混合物を加熱し得る。例えば、混合物をマイクロ波デバイス中で、略１００℃から略２５０℃までの或る温度に略３０分（ｍｉｎ）から略６０分までにわたって加熱し得る（例えば、略１０ｍＬから略３０ｍＬまで等の混合物の小規模合成用のＭｏｎｏｗａｖｅ３００中で、又は、略１リットル（Ｌ）の混合物等の大規模合成用のＭａｓｔｅｒｗａｖｅ ＢＴＲ中で、これらはどちらもアントンパール（登録商標）社から市販されている）。一部実施形態では、混合物をマイクロ波で加熱しながら攪拌し得る。例えば、混合物を加熱中に磁気撹拌器を用いて略２００ＲＰＭ（毎分回転数）から略１０００ＲＰＭで攪拌し得る。マイクロ波加熱の使用は加熱期間の削減を有利に促進して、より効率的な製造プロセスを提供し得る。
一部実施形態では、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻は、略５重量％から略９５重量％まで（略１０重量％から略９５重量％まで、略２０重量％から略９５重量％まで、略３０重量％から略９５重量％まで、略４０重量％から略９５重量％まで、略５０重量％から略９５重量％までを含む）のＺｎＯを備え、残余の質量部が被殻となる。一部実施形態では、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻は、略５重量％から略９５重量％までの被殻を備え、残余の質量部がＺｎＯとなる。一部実施形態では、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻は略４０重量％から略５０重量％までの被殻を備え、残余の質量部がＺｎＯとなる。一部実施形態では、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻は略５０重量％から略６０重量％までの被殻を備え、残余の質量部がＺｎＯとなる。ＺｎＯの質量対被殻の質量は、略１：２０から略２０：１まで（略１：１５から略２０：１まで、略１：１０から略２０：１まで、略１：１から略２０：１まで、略２：１から略１０：１まで、略２：１から略９：１までを含む）となり得る。ＺｎＯナノ構造体は、コーティング前の被殻の質量よりも大きな質量を有することが好ましい。一部実施形態では、ＺｎＯナノ構造体の質量対被殻の質量は、略１：１、略１０：１又は略２０：１よりも大きくなり得る。このような特定の実施形態では、上限は、例えば、被殻の細孔の開放性に基づき得る（例えば、ＺｎＯナノ構造体が細孔を完全に塞いでいないこと）。
一部実施形態では、ＺｎＯの質量対被殻の質量は略１：２０から略１００：１まで（略１：１から略１００：１まで、略１０：１から略１００：１まで、略２０：１から略１００：１まで、略４０：１から略１００：１まで、略６０：１から略１００：１まで、略８０：１から略１００：１までを含む）となり得る。一部実施形態では、ＺｎＯナノ構造体の質量対被殻の質量は、略３０：１、略４０：１、略５０：１、略６０：１、略７０：１、略８０：１、又は略９０：１よりも大きくなり得る。一部実施形態では、ＺｎＯの質量対被殻の質量は所望のデバイス性能を与えるように選択可能である。
一部実施形態では、被殻の細孔はナノ構造体で塞がれ得る。例えば、被殻の細孔内の表面を含む被殻の表面上にＺｎＯナノ構造体が形成されて、ＺｎＯナノ構造体が、被殻の細孔の一部又は全部を塞ぎ得て又は実質的に塞ぎ得る。
ＺｎＯナノ構造体の質量は、コーティング前後の被殻の重さを測り、その差がＺｎＯナノ構造体の質量であるとして決定され得る。一部実施形態では、ＺｎＯナノ構造体を形成するための混合物の組成は、ＺｎＯで覆われた被殻が所望の重量％のＺｎＯを備えるようにして形成され得る。一部実施形態では、被殻表面上のＺｎＯの重量％は、対向エネルギー貯蔵デバイス電極上の表面活物質の所望の質量に基づいて選択可能である。例えば、ＺｎＯナノ構造体を形成するための混合物の組成は、対向エネルギー貯蔵電極のマンガンの酸化物の質量（ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＯＯＨのうち一種以上の質量等）に基づいて選択可能である。例えば、化学量論計算に基づいて、エネルギー貯蔵デバイス電極中のＭｎ２Ｏ３の質量は、対向電極中のＺｎＯの質量の少なくとも２．５倍となり得る。
図５Ｏを参照すると、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された複数の被殻７０の５００倍の倍率のＳＥＭ像が示されている。ＺｎＯナノ構造体で覆われた被殻７０は、まず、略２重量％から略５重量％までの被殻、略０．１重量％から略０．５重量％までのＺｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、及び略９４．５重量％から略９７．９重量％までのエタノールから本質的に成る混合物を用いて、ＺｎＯでシーティングされた。ＺｎＯでシーディングされた被殻を形成するための混合物を、ＺｎＯでシーディングされた被殻を形成し、ＺｎＯでシーディングされた被殻の所望の乾燥を達成するような持続期間にわたって略８０℃を超える温度に加熱した。次いで、略１重量％から略５重量％までのＺｎＯでシーディングされた被殻、略６重量％から略１０重量％までのＺｎ（ＮＯ３）２、略１重量％から略２重量％までの水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）、略１重量％から略５重量％までのヘキサメチレンテトラアミン（ＨＭＴＡ）、及び略７８重量％から略９１重量％までの精製水から本質的に成る混合物を用いて、ＺｎＯでシーディングされた被殻上にＺｎＯナノ構造体を形成した。マイクロ波を用いて、略３０分（ｍｉｎ）から略６０分までにわたって略１００℃の温度に混合物を加熱して、ＺｎＯナノ構造体の形成及び被殻の乾燥を促進した。図５Ｏに示されるように、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された複数の被殻７０は、予期せずに全く又は実質的に凝集していなかった。各被殻はＺｎＯナノ構造体で個別に覆われ又は実質的に覆われていた。図５Ｏに示されるその上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻７０の各々は、略５０重量％から略６０重量％までのＺｎＯを含んでいた。図５Ｐは、その上にＺｎＯナノ構造体が形成された被殻７０の５ｋ倍の倍率のＳＥＭ像を示す。図５Ｐの被殻７０上のＺｎＯナノ構造体は、図５Ｏを参照して説明したプロセスを用いて形成された。図５Ｐに示されるように、被殻７０はＺｎＯナノフレーク７８によって覆われている。図５Ｐに示されるように、その上にＺｎＯナノフレーク７８が形成された被殻７０は多孔質である。例えば、ＺｎＯナノフレーク７８は被殻７０の細孔を塞いでおらず、その上にＺｎＯナノフレーク７８が形成された被殻７０を備える電極を介する電解質の輸送を有利に促進する。
ＺｎＯシーディング及びナノ構造体成長に使用可能な適切なＺｎ塩の例として、酢酸亜鉛水和物、硝酸亜鉛六水和物、塩化亜鉛、硫化亜鉛、亜鉛酸ナトリウム、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
ＺｎＯナノ構造体成長に適した塩基の例として、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化リチウム、ヘキサメチレンテトラアミン、アンモニア溶液、炭酸ナトリウム、エチレンジアミン、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
ＺｎＯナノ構造体の形成に適した溶媒の例として、一種以上のアルコールが挙げられる。Ａｇナノ構造体成長に適しているものとして本願で説明されている溶媒は、ＺｎＯナノ構造体形成にも適したものとなり得る。
ナノ構造体形態制御に使用可能な添加剤の例として、トリブチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロピルアミン、リン酸アンモニウム、１，６‐ヘキサジアノール、トリエチルジエチノール、イソプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ｎ‐ブチルアミン、塩化アンモニウム、ヘキサメチレンテトラアミン、エチレングリコール、エタノールアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ドデシル硫酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、カルバミド、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
［珪藻被殻の表面上にカーボンナノチューブを形成する例示的なプロセス］
化学気相堆積法（ＣＶＤ法）及びそのバリエーションによって、カーボンナノチューブ（例えば、多層及び／又は単層）を珪藻表面（例えば、内側及び／又は外側）上に成長させることができる。この方法では、被殻をまず触媒シードでコーティングし、次いでガス混合物を導入する。ガスのうち一つは還元ガスであり得て、他のガスは炭素源であり得る。一部実施形態では、ガスの混合物を用い得る。一部実施形態では、濃度制御のために中性ガスを含み得る（例えば、アルゴン）。アルゴンは、液体炭素質物質（例えば、エタノール）を運ぶためにも使用され得る。カーボンナノチューブを形成するためのシードを、スプレーコーティング等の方法によって金属として堆積させること、及び／又は、液体、気体及び／又は固体から導入して、高温での熱分解によって後で還元することができる。炭素質ガスの還元は、例えば、略６００℃から略１１００℃までの範囲内の高温で生じ得る。
シードコーティングプロセス及びガス反応はどちらも、そのナノ多孔率に起因して被殻表面上に実現され得る。多様な基板（シリコン、アルミナ、酸化マグネシウム、石英、グラファイト、炭化シリコン、ゼオライト、金属、シリカ等）の上にカーボンナノチューブ「フォレスト」を成長させるための方法が開発されている。
触媒シードの成長に適した金属化合物の例として、ニッケル、鉄、コバルト、コバルトモリブデン二金属粒子、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、Ａｇ、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）、アンチモン（Ｓｂ）、アルミニウム鉄モリブデン（Ａｌ／Ｆｅ／Ｍｏ）、ペンタカルボニル鉄（Ｆｅ（ＣＯ）５）、硝酸鉄（ＩＩＩ）六水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）、ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、モリブデン酸アンモニウム四水和物（（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４・４Ｈ２Ｏ）、ＭｏＯ２Ｃｌ２、アルミナナノ粉末、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
適切な還元ガスの例として、アンモニア、窒素、水素、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
炭素源として機能し得る適切なガス（例えば、炭素質ガス）の例として、アセチレン、エチレン、エタノール、メタン、酸化炭素、ベンゼン、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
［珪藻被殻の表面上にマンガン含有ナノ構造体を形成する例示的なプロセス］
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体を被殻の一つ以上の表面上に形成することができる。一部実施形態では、マンガンの酸化物を被殻の一つ以上の表面上に形成することができる。一部実施形態では、化学式ＭｎｘＯｙ（ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）のマンガンの酸化物を備えるナノ構造体を被殻の一つ以上の表面上に形成することができる。例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、及び／又は酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）を備えるナノ構造体を被殻の一つ以上の表面上に形成することができる。一部実施形態では、オキシ水酸化マンガン（ＭｎＯＯＨ）を備えるナノ構造体を被殻の一つ以上の表面上に形成することができる。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスの膜が、マンガン含有ナノ構造体を有する被殻を含むことができる。一部実施形態では、印刷エネルギー貯蔵デバイス（例えば、電池、キャパシタ、スーパーキャパシタ、及び／又は燃料電池）が、マンガン含有ナノ構造体を備える複数の被殻を有する一つ以上の電極を含むことができる。一部実施形態では、フィルムを印刷するためのインクが、マンガン含有ナノ構造体を備える被殻が分散している溶液を備えることができる。
一部実施形態では、電池の一つ以上の電極が、一つ以上の表面上にマンガン含有ナノ構造体を備える被殻を含むことができる（例えば、亜鉛マンガン電池の電極）。充電した電池は、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）を備えるナノ構造体を備える被殻を含む第一電極と、亜鉛を備える第二電極（例えば、亜鉛コーティングを備える被殻）とを含むことができる。一部実施形態では、第二電極は他の物質を備えることができる。放電した電池は、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）及び／又はオキシ水酸化マンガン（ＭｎＯＯＨ）を備えるナノ構造体を備える被殻を含む第一電極と、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む第二電極（例えば、酸化亜鉛を備えるナノ構造体を備える被殻）とを含むことができる。一部実施形態では、放電した電池の第二電極は他の物質を備えることができる。一部実施形態では、充電した電池は、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）及び／又はオキシ水酸化マンガン（ＭｎＯＯＨ）がその上に形成された被殻を備える第一電極と、その上にＺｎＯ構造体が形成された第二対向電極とを含むことができる。一部実施形態では、電池は再充電可能な電池であり得る。
珪藻被殻部分上にマンガン含有ナノ構造体を形成する方法は、酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えることと、被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を加熱することとを含むことができる。被殻の一つ以上の表面上にＭｎ３Ｏ４を形成するためのプロセスの一例を与える。例えば、純水（例えば、マサチューセッツ州ビルリカのＥＭＤ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社から市販されている純水）を、酸素ガス（Ｏ２）で略１０分（ｍｉｎ）から略６０分までの持続期間にわたってバブリングして（例えば、Ｏ２パージ）、過酸化水を形成することができる。次いで、酢酸マンガン（ＩＩ）（Ｍｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）を略０．０５モル／リットル（Ｍ）から略１．２Ｍの濃度で酸化水中に溶解させて、酸化型酢酸マンガン溶液を形成することができる。
酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えることができる。酸化型酢酸マンガン溶液に加えられた被殻は、被殻表面上にナノ構造体及び／又はコーティングが予め形成されていないものであり得る。一部実施形態では、酸化型酢酸マンガン溶液に加えられた被殻は、被殻表面上に一つ以上のナノ構造体及び／又はコーティングを有し得る。一部実施形態では、酸化型酢酸マンガン溶液に加えられた被殻は、被殻表面の少なくとも一部の上に一つ以上のナノ構造体及び／又はコーティングを有し得る。例えば、被殻は、被殻表面部分上に炭素含有ナノ構造体を有し得て、本願で説明される一つ以上のプロセスに従って形成されたマンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体中に分散するようにし得る。一部実施形態では、炭素含有ナノ構造体は、還元型酸化グラフェン、カーボンナノチューブ（例えば、単層及び／又は多層）、及び／又はカーボンナノオニオンを含み得る。本願で説明される一つ以上のプロセス又は他のプロセスに従って、炭素含有ナノ構造体を被殻表面上に形成し得る。
一部実施形態では、酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えて、溶液が略０．０１重量％から略１重量％の被殻を備えるようにし得る。一部実施形態では、他のＭｎ２＋塩が適したものとなり得る。一部実施形態では、他の酸化剤（例えば、過酸化物）が適切なものとなり得る。
一部実施形態では、マンガン含有ナノ構造体の成長は、熱的手法及び／又はマイクロ波手法を用いて行われ得る。一部実施形態では、ナノ構造体の所望の成長は、熱的方法を用いた場合により長い持続時間を含み得る。例えば、熱的手法は、ナノ構造体成長プロセスにおける熱での加熱を含み得る。ナノ構造体を成長させる熱的方法の例として、酸化型酢酸マンガン溶液中で被殻を略１５時間から略４０時間までの持続期間（例えば、２４時間）にわたって混合しながら（例えば、任意の数の適切な手法を用いて攪拌する）、その混合物を略５０セルシウス度（℃）から略９０℃までの或る温度に（例えば、略６０℃に）維持する。一部実施形態では、混合物の温度は、混合物を熱で加熱することによって、維持され得る。
一部実施形態では、ナノ構造体を成長させるマイクロ波方法が、より短期のナノ構造体成長プロセスを促進し、及び／又は、拡張可能なナノ構造体成長プロセスを促進し得る。例えば、ナノ構造体成長のマイクロ波方法は、ナノ構造体成長プロセスにおいてマイクロ波加熱を用いることを含み得る。マイクロ波手法を用いるナノ構造体成長プロセスの一例は、酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えること、混合物を略５０℃から略１５０℃までの或る温度で略１０分（ｍｉｎ）から略１２０分までにわたって維持することを含み得る。混合物を、その温度に維持しながら攪拌し得る。
一部実施形態では、（例えば洗浄及び乾燥後に）赤茶色を有するマンガン含有構造体が、本願で説明される一つ以上のプロセスを用いて、被殻の一つ以上の表面上に形成され得る。一部実施形態では、酸化マンガン構造体は四面体形状を有し得る。赤茶色は、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）の存在を示すものであり得る。一部実施形態では、四面体のナノ結晶の形成が、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）の存在を示すものであり得る。
図５Ｑは、その表面上に酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）を備えるナノ構造体８２を有する被殻８０の一例の２０ｋ倍の倍率での走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）像であり、そのナノ構造体８２は、ナノ構造体成長のマイクロ波方法を用いて形成されている。図５Ｒは、図５Ｑに示される被殻８０の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像である。図５Ｑ及び図５Ｒに示される酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）を備えるナノ構造体８２は、略３０分の持続期間にわたって純水を通して酸素ガス（Ｏ２）をバブリングすることによって調製され略０．１５Ｍの酢酸マンガン濃度を有する酸化型溶液を用いて、形成可能である。例えば、市販級の酸素ガス（例えば、９５％よりも高い純度、例えば、略９７％以上の純度、略９９％以上の純度等）が使用可能である。例えば、９７％以上の純度を有する酸素ガスを、略３０分の持続期間にわたって室温で（例えば略２５℃で）、ガラスフリットを通して、略１５ｍＬの純水を含むバイアル（例えば、略２０ミリリットル（ｍＬ）の容積のバイアル）にバブリングし得る。重さ０．５５グラム（ｇ）の酢酸マンガン四水和物（例えば、シグマアルドリッチ社から市販されている）を過酸化純水中に溶解させ得る。重量０．００５グラム（ｇ）の被殻を酸化型マンガン含有溶液に加え得る。次いで、被殻が追加された混合物を含む溶液をマイクロ波加熱器（例えば、アントンパール社製のＭｏｎｏｗａｖｅ ３００マイクロ波加熱器）に入れて、合成を所望の温度で所望の期間にわたって行い得る。溶液及び被殻を備える混合物を略３０分にわたって略６０℃の温度に維持し、例えば連続的に攪拌し得る（例えば、磁気攪拌棒を用いて、例えば略６００ｒｐｍの回転速度で）。一部実施形態では、次いで、その混合物を水で希釈し、遠心分離し（例えば、略５０００ｒｐｍで略５分にわたって）、その上澄みを廃棄できるようにし得る。一部実施形態では、沈殿物を水で再び希釈して、次いで分散させ（振盪及び／又はボルテックス）、再び遠心分離して、その上澄みを廃棄できるようにし得る。次いで、堆積物を真空オーブン中で略７０℃から略８０℃までで乾燥させる。
図５Ｒを参照すると、ナノ構造体８２は四面体形状を有し得る。驚くべきことに、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）が、被殻から離れて溶液中で成長するのではなく、被殻の表面上に成長することが観測された。
図５Ｓは、図５Ｑ及び図５Ｒに示される被殻の表面上に形成されたナノ構造体８２の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像である。ナノ構造体８２の一つ以上の個々の原子が見て取れ、サイズ比較用に目盛りが与えられている。図５Ｔは、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）粒子の電子線回折像を示す。
一部実施形態では、被殻表面上に形成されたナノ構造体の形状及び／又は寸法は、ナノ構造体形成プロセスのパラメータに依存し得る。例えば、ナノ構造体の形態は、溶液濃度及び／又は溶液の酸化レベルに依存し得る。図５Ｕは、その表面上にマンガン含有ナノ構造体９２が形成された被殻９０の１０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像であり、そのマンガン含有ナノ構造体９２は、図５Ｑ及び図５Ｒに示されるナノ構造体８２の形状に用いられるプロセスと比較して、高酸素濃度（例えば、略４０分の持続期間にわたる水の酸素パージ）及び高マンガン濃度（例えば、略１Ｍの酢酸マンガン濃度）の溶液を用いて形成されたものである。例えば、以下の相違点を除いては、ナノ構造体８２の形成に関して説明したようなプロセスに従って、ナノ構造体９２を被殻９０上に形成し得る：純水の酸素ガスバブリングを略４０分の持続期間にわたって行い、略０．９グラム（ｇ）の酢酸マンガンを過酸化純水に加え、略０．０１グラム（ｇ）の珪藻をマンガン含有溶液に加え、珪藻及びマンガン含有溶液を備える混合物を略１５０℃の温度でマイクロ波処理し得る。
図５Ｕに示されるように、ナノ構造体９２は、細長の繊維形状を有し得る。一部実施形態では、ナノ構造体９２は、薄い細長の形状（薄いウィスカー状構造）を有し得る。一部実施形態では、繊維状構造の形成は、オキシ水酸化マンガン（ＭｎＯＯＨ）の存在を示すものであり得る。
一部実施形態では、被殻の一つ以上の表面上に化学式ＭｎｘＯｙ（ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）を有するマンガンの一種以上の酸化物を備えるナノ構造体を形成することは、過酸化水中で被殻をマンガン源（マンガン塩等、例えば、酢酸マンガン（Ｍｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２））及び塩基（例えば、水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ））と組み合わせることを含み得る。一部実施形態では、被殻の一つ以上の表面上にＭｎｘＯｙナノ構造体を形成することは、以下の組成を有する混合物を形成することを含み得る：略０．５重量％から略２重量％までの被殻、略７重量％から略１０重量％までのＭｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、略５重量％から略１０重量％までのＮＨ４ＯＨ、及び、略７８重量％から略８７．５重量％までの過酸化純水。一部実施形態では、混合物用の過酸化純水は、略１０分から略３０分までにわたって純水を通して酸素をバブリングすることによって調製され得る。マイクロ波を用いて、混合物を加熱して、ＭｎｘＯｙナノ構造体の形成を促進し得る（例えば、例えば、略１０ｍＬから略３０ｍＬまで等の混合物の小規模合成用のＭｏｎｏｗａｖｅ３００中で、又は、略１リットル（Ｌ）の混合物等の大規模合成用のＭａｓｔｅｒｗａｖｅ ＢＴＲ中で、これらはどちらもアントンパール（登録商標）社から市販されている）。例えば、マイクロ波を用いて、混合物を略１００℃から略２５０℃までの或る温度に略３０分から略６０分にわたって加熱し得る。一部実施形態では、混合物を加熱しながら攪拌し得て、例えば、磁気撹拌器によって、略２００ＲＰＭ（毎分回転数）から略１０００ＲＰＭまでで攪拌する。
一部実施形態では、マンガンの酸化物（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）のナノ構造体がその上に形成された被殻は、略５重量％から略９５重量％まで（略３０重量％から略９５重量％まで、略４０重量％から略９５重量％まで、略３０重量％から略８５重量％まで、略５０重量％から略８５重量％まで、略５５重量％から略９５重量％まで、略７５重量％から略９５重量％までを含む）のマンガンの酸化物を備え、残余の質量部が被殻となる。一部実施形態では、マンガンの酸化物（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）のナノ構造体がその上に形成された被殻は、略５重量％から略５０重量％までの被殻を備え、残余の質量部がマンガンの酸化物のナノ構造体となる。一部実施形態では、マンガンの酸化物のナノ構造体の質量対被殻の質量は、略１：２０から略２０：１まで（略１：１５から略２０：１まで、略１：１０から略２０：１まで、略１：１から略２０：１まで、略５：１から略２０：１まで、略１：１から略１０：１まで、略２：１から略９：１までを含む）となり得る。マンガンの酸化物のナノ構造体は、好ましくは、コーティング前の被殻の質量よりも大きな質量を有する。一部実施形態では、マンガンの酸化物の質量対被殻の質量の比は、略１：１、略１０：１、又は略２０：１よりも大きくなり得る。このような特定の実施形態では、上限は、例えば、被殻の細孔の開放性に基づき得る（例えば、マンガンの酸化物のナノ構造体が細孔を完全に塞いでいないこと）。
一部実施形態では、被殻の細孔は、ナノ構造体によって塞がれ得る。例えば、マンガンの酸化物のナノ構造体は、被殻の細孔内部の表面を含む被殻の表面上に形成され得て、マンガンの酸化物のナノ構造体が被殻の細孔の一部又は全部を塞ぎ得て又は実質的に塞ぎ得る。
一部実施形態では、マンガンの酸化物のナノ構造体の質量対被殻の質量は、略１：２０から略１００：１まで（略１：１から略１００：１まで、略１０：１から略１００：１まで、略２０：１から略１００：１まで、略４０：１から略１００：１まで、略６０：１から略１００：１まで、略８０：１から略１００：１までを含む）。一部実施形態では、マンガンナノ構造体の質量対被殻の質量は、略３０：１、略４０：１、略５０：１、略６０：１、略７０：１、略８０：１、又は略９０：１よりも大きくなり得る。一部実施形態では、マンガンナノ構造体の質量対被殻の質量は、所望のデバイス性能を与えるように選択され得る。
マンガンの酸化物のナノ構造体の質量は、コーティング前後の被殻の重さを測り、その差がマンガンの酸化物のナノ構造体の質量であるとすることによって決定され得る。一部実施形態では、マンガンの酸化物のナノ構造体を形成するための混合物の組成は、所望の重量％のマンガンの酸化物が形成可能であるように選択され得る。一部実施形態では、被殻表面上のマンガンの酸化物の重量％は、対向エネルギー貯蔵デバイス電極上の表面活物質の所望の質量に基づいて選択され得る。例えば、マンガンの酸化物のナノ構造体を形成するための混合物の組成は、対向エネルギー貯蔵デバイス電極中のＺｎＯの質量に基づいて選択され得る。一部実施形態では、化学量論計算に基づいて、エネルギー貯蔵デバイス電極中のＭｎ２Ｏ３の質量は、対向電極中のＺｎＯの質量の少なくとも２．５倍となり得る。
図５Ｖは、マンガンの酸化物のナノ構造体がその上に形成された被殻９４の２０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像である。ナノ構造体９６は多様なマンガンの酸化物の混合物を含んでいて、その酸化物は化学式ＭｎｘＯｙを有し、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４までである。図５Ｖに示されるように、被殻９４は、マンガンの酸化物のナノ構造体９６によって厚く覆われている。図５Ｗは、マンガンの酸化物のナノ構造体９６（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）がその上に形成された被殻９４の断面図の５０ｋ倍の倍率のＳＥＭ像である。被殻９４を集束イオンビーム（ＦＩＢ，ｆｏｃｕｓｅｄ ｉｏｎ ｂｅａｍ）法を用いて切断し、その切断した被殻９４の断面図が図５Ｗに示されている。図５Ｗに示されるように、マンガンの酸化物のナノ構造体９６は、被殻の９４の内部及び外部表面に形成され得て、ナノ構造体９６の体積は被殻９４の体積よりも大きくなり得る。図５Ｘは、マンガンの酸化物のナノ構造体９６（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）がその上に形成された被殻９４の側壁の１００ｋ倍の倍率のＳＥＭ像である。図５Ｘに示されるように、被殻９４の側壁は、側壁上の細孔を塞がずに、マンガンの酸化物のナノ構造体９６によって覆われ得る。被殻の細孔を塞がずに又は実質的に塞がずにマンガンの酸化物のナノ構造体がその上に形成された被殻は、マンガンの酸化物のナノ構造体によって覆われた被殻を備える電極を介する電解質の輸送を有利に促進し得る。
図５Ｖから図５Ｘに示されるマンガンの酸化物のナノ構造体９６がその上に形成された被殻９４は、略０．５重量％から略２重量％までの被殻、略７重量％から略１０重量％までのＭｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２、略５重量％から略１０重量％までのＮＨ４ＯＨ、及び略７８重量％から略８７．５重量％までの過酸化純水から本質的に成る混合物を用いて形成された。マイクロ波を用いて、略１００℃から略２５０℃までの或る温度に略３０分から略６０分にわたって混合物を加熱した。図５Ｖから図５Ｘに示されるように、被殻９４は、マンガンの酸化物のナノ構造体９６によって厚く覆われていた。例えば、略７５重量％から略９５重量％までのマンガンの酸化物のナノ構造体で覆われた被殻は、ナノ構造体であり、残余の質量が被殻の質量であった。
［コーティングの組み合わせ］
一部実施形態では、コーティングの組み合わせも可能である。例えば、被殻の表面がニッケルコーティング及びカーボンナノチューブコーティングを両方含み得る（例えば、そのような被殻は、エネルギー貯蔵デバイス（スーパーキャパシタ等）に使用可能である）。
図６は、例示的な実施形態のエネルギー貯蔵デバイス１００を概略的に示す。図６は、エネルギー貯蔵デバイス１００の断面又は立面図であり得る。エネルギー貯蔵デバイス１００は第一電極１４０と第二電極１５０とを含み、例えばそれぞれカソードとアノードであり、又はそのような関係はない。第一電極１４０と第二電極１５０とはセパレータ１３０によって離隔される。エネルギー貯蔵デバイス１００は任意で、一つ以上の集電体１１０、１２０を含み、集電体は電極１４０、１５０の一方又は両方に電気的に接続される。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００は、第一電極１４０、第二電極１５０、及び／又はセパレータを備え、それらはいずれも膜又は層（堆積膜又は層を含む）であり得る。
集電体１１０、１２０は、外部配線までの電子の経路を与えるあらゆる部品を含み得る。例えば、集電体１１０、１２０は、第一電極１４０、第二電極１５０の表面に隣接して配置され、電極１４０と電極１５０との間のエネルギーの流れを電気デバイスに伝えることを可能にする。図６に示される実施形態では、第一集電体層１１０、第二集電体層１２０がそれぞれ第一電極１４０の表面、第二電極１５０の表面に隣接している。集電体１１０、１２０は、セパレータ層１３０に隣接する電極１４０、１５０の表面の反対側の表面に隣接している。
一部実施形態では、集電体１１０、１２０は、導電性箔（例えば、グラファイト（グラファイトペーパー等）、グラフェン（グラフェンペーパー等）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ステンレス鋼（ＳＳ，ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）、炭素発泡体）を備える。一部実施形態では、集電体１１０、１２０は、基板上に堆積させた導電性物質を備える。例えば、集電体１１０、１２０は基板上に印刷した導電性物質を備え得る。一部実施形態では、適切な基板として、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、セルロース（例えば、ボール紙、紙（コーティングされた紙等、例えば、プラスチックでコーティングされた紙、及び／又は繊維紙））が挙げられる。一部実施形態では、導電性物質は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、炭素（Ｃ）（例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、及び／又はグラファイト）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。集電体に適したニッケルを含む導電性物質の例は、国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０７８０５９号（名称「ＮＩＣＫＥＬ ＩＮＫＳ ＡＮＤ ＯＸＩＤＡＴＩＯＮ ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ ＡＮＤ ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ」、２０１３年１２月２７日出願）（特許文献１）に与えられていて、その全体は参照として本願に組み込まれる。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００は、被殻を備える少なくとも一つの層又は膜を含む。例えば、エネルギー貯蔵デバイス１００は、被殻を含む分散体を備える層又は膜を含み得る。被殻を備える層又は膜は、例えば、第一電極１４０、第二電極１５０、セパレータ１３０、第一集電体層１１０、第二集電体層１２０、及び／又はこれらの組み合わせ等を含み得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００は、均一又は実質的に均一な形状、寸法（例えば、直径、長さ）、物質、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、他の適切な特徴や特質、及び／又はこれらの組み合わせ等を有する被殻を含む。エネルギー貯蔵デバイス１００の複数の層が被殻を備える実施形態では、被殻は同じ若しくは実質的に同じであるか（例えば、同様の寸法を有する）、又は、異なるものであり得る（例えば、セパレータ１３０では絶縁性で、電極１４０、１５０では導電性）。
エネルギー貯蔵デバイス１００は、略０．５μｍから略５０μｍまで、略１μｍから略５０μｍまで、略１μｍから略４０μｍまで、略１μｍから略３０μｍまで、略１μｍから略２０μｍまで、略１μｍから略１０μｍまで、略５μｍから略５０μｍまで、略５μｍから略４０μｍまで、略５μｍから略３０μｍまで、略５μｍから略２０μｍまで、略５μｍから略１０μｍまでの範囲内の長さを有する被殻を備える一つ以上の層又は膜を含み得る。一部実施形態では、円筒形状の被殻は、略５０μｍ以下、略４０μｍ以下、略３０μｍ以下、略２０μｍ以下、略１５μｍ以下、略１０μｍ以下、又は、略５μｍ以下の長さを有する。他の被殻長さも可能である。
エネルギー貯蔵デバイス１００は、略０．５μｍから略５０μｍまで、略１μｍから略５０μｍまで、略１μｍから略４０μｍまで、略１μｍから略３０μｍまで、略１μｍから略２０μｍまで、略１μｍから略１０μｍまで、略５μｍから略５０μｍまで、略５μｍから略４０μｍまで、略５μｍから略３０μｍまで、略５μｍから略２０μｍまで、略５μｍから略１０μｍまでの範囲内の直径を有する被殻を備える一つ以上の層又は膜を備え得る。一部実施形態では、円筒形状の被殻は、略５０μｍ以下、略４０μｍ以下、略３０μｍ以下、略２０μｍ以下、略１５μｍ以下、略１０μｍ以下、略５μｍ以下、略２μｍ以下、又は略１μｍ以下の直径を有する。他の被殻直径も可能である。
エネルギー貯蔵デバイス１００は、均一又は実質的に均一な被殻内多孔率及び／又は被殻間多孔率を有する被殻、及び／又は、特定の範囲内の多孔率を有する被殻を備え得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００は、略１０％から略５０％まで、略１５％から略４５％まで、略２０％から略４０％までの範囲内の多孔率を有する被殻を含む一つ以上の層又は膜を備える。一部実施形態では、被殻表面の細孔は、略１ナノメートル（ｎｍ）から略５００ｎｍまでのサイズ（例えば、長さ、幅、直径、及び／又は最長寸法）を有し得る。例えば、被殻表面の細孔は、所望のエネルギー貯蔵デバイス性能（例えば、デバイスの所望の電気性能を促進するためのエネルギー貯蔵デバイスの電解質イオンの拡散）を促進することができるサイズを有し得る。他の被殻多孔率も可能である。
本願で説明されるように、エネルギー貯蔵デバイス１００は、被殻の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体５２を備えない又は実質的に備えない被殻５０、及び／又は、被殻５０の特性又は特質を改質するように被殻５０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体５２を備える被殻を含む一つ以上の層又は膜を含み得る。例えば、セパレータ１３０は、被殻５０の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体５２を備えない又は実質的に備えない被殻５０を備え得て、一つ以上の電極１４０、１５０は、被殻の特性又は特質を改質するように被殻５０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体５２を備える被殻５０を備え得る。他の例としては、セパレータ１３０は、被殻５０の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体５２を備えない又は実質的に備えない被殻５０をいくつかと、被殻５０の特性又は特質を改質するように被殻の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体５２を備える被殻５０をいくつか備え得る。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００は、不均一又は実質的に不均一な形状、寸法、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、他の適切な特質、及び／又はこれらの組み合わせを有する被殻を備える。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００の一つ以上の層又は膜が印刷され得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス１００の一つ以上の層又は膜はインクから印刷され得る。一部実施形態では、本願で説明される多様な方法（ステンシル印刷、スクリーン印刷、輪転印刷、ダイコーティング、輪転グラビア印刷、フレキソ及びパッド印刷、及び／又はこれらの組み合わせ等）を用いて、インクを印刷し得る。一部実施形態では、適用される印刷方法に基づいて、インクの粘度を調整し得る（例えば、インクに用いられる溶媒の質を調整することによって、所望の粘度が得られる）。
一部実施形態では、導電性インクを用いて、集電体を印刷し得る。例えば、集電体は、基板上に印刷された導電性物質を備え得る。一部実施形態では、適切な基板として、ポリエステル、ポリイミド、ポリカーボネート、セルロース（例えば、ボール紙、紙（コーティングされた紙等、例えば、プラスチックでコーティングされた紙、及び／又は繊維紙））が挙げられる。一部実施形態では、導電性インクは、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、ビスマス、導電性カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。導電性物質は、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、炭素（Ｃ）（例えば、カーボンナノチューブ、グラフェン、及び／又はグラファイト）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。集電体に適したニッケルを含む導電性物質の例は、国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０７８０５９号（名称「ＮＩＣＫＥＬ ＩＮＫＳ ＡＮＤ ＯＸＩＤＡＴＩＯＮ ＲＥＳＩＳＴＡＮＴ ＡＮＤ ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ ＣＯＡＴＩＮＧＳ」、２０１３年１２月２７日出願）（特許文献１）に与えられていて、その全体は参照として本願に組み込まれる。
一部実施形態では、インクは、複数の被殻を用いて調製され得る。被殻を備えるインクを印刷して、エネルギー貯蔵デバイスの部品、例えば、エネルギー貯蔵デバイスの電極やセパレータを形成し得る。一部実施形態では、インクは、ナノ構造体がその上に形成された被殻（本願で説明される一つ以上のナノ構造体を含む）を備え得る。例えば、ナノ構造体で覆われた被殻を備えるインクを印刷して、エネルギー貯蔵デバイス１００の電極を形成し得る。一部実施形態では、インクは、その上に形成されたナノ構造体を有さない又は実質的に有さない被殻を備え得る。例えば、表面改質を有さない又は実質的に有さない被殻を備えるインクを印刷して、エネルギー貯蔵デバイス１００のセパレータ１３０を印刷し得る。
図７Ａから図７Ｅは、エネルギー貯蔵デバイスの例の断面図を示す概略図である。一部実施形態では、図７Ａから図７Ｅのエネルギー貯蔵デバイスは、印刷エネルギー貯蔵デバイスである。例えば、図７Ａから図７Ｅのエネルギー貯蔵デバイスは、第一集電体１１０と、第二集電体１２０と、第一電極１４０と、第二電極１５０と、セパレータ１３０とを含み得て、これら全てが印刷されたものである。例えば、図７Ａから図７Ｃの印刷エネルギー貯蔵デバイスの一つ以上の層を別々の基板上に印刷して、次いで、それら別々の基板を互いに組み立てて、エネルギー貯蔵デバイスを形成し得て、一方、図７Ｄ及び図７Ｅのエネルギー貯蔵デバイスの層は一つの基板上に印刷され得る。
一部実施形態では、図７Ａから図７Ｃは、部分的な印刷エネルギー貯蔵デバイスの例の断面図を示す概略図であり、一方、図７Ｄ及び図７Ｅは、完全な印刷エネルギー貯蔵デバイスの断面図を示す概略図であり、各製造プロセスの多様な段階におけるものである。図７Ａから図７Ｃに示されるエネルギー貯蔵デバイスは、印刷されたもの（例えば、別の基板上に印刷）及び／又は印刷されたものではない（例えば、その上に他の層が印刷される基板として機能する）であり得る集電体１１０、１２０を含み得る。図７Ｄ及び図７Ｅは、印刷されたもの（例えば、各々が一つの基板上に印刷される）又は印刷されたものではない（例えば、図７Ｄの第一集電体１１０は、その上に他の層が印刷される基板として機能し、図７Ｅの第一集電体１１０及び第二集電体１２０は共に、その上に他の層が印刷される基板として機能する）であり得る集電体１１０、１２０を含むエネルギー貯蔵デバイスの断面図を示す。
一部実施形態では、図７Ａから図７Ｅの第一集電体１１０、第二集電体１２０、第一電極１４０、第二電極１５０、及び／又はセパレータ１３０は、本願で説明されるような一つ以上の性質を有し得て、及び／又は本願で説明されるように製造され得る。例えば、本願で説明されるような一つ以上の方法及び／又はインク組成を用いて、第一集電体１１０、第二集電体１２０、第一電極１４０、第二電極１５０、及び／又はセパレータ１３０を印刷し得る。例えば、電極１４０、１５０の一方が、マンガンの酸化物（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）を備えるナノ構造体を含む被殻を備え得て、電極１４０、１５０の他方が亜鉛（例えば、ＺｎＯ）を備えるナノ構造体を含む被殻を備え得て、これらの一方又は両方がインクから印刷され得る。他の例として、セパレータ１３０は、表面改質を有さない又は実質的に有さない被殻を備え得て、その被殻がインクから印刷され得る。本願で説明されるように、印刷されたものではない集電体は、導電性箔、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、グラファイト（例えば、グラファイトペーパー）、グラフェン（例えば、グラフェンペーパー）、カーボンナノチューブ、炭素発泡体、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、導電性箔を積層し得て、また、両面のうち一方の上にポリマー層を有し得る。
図７Ａでは、エネルギー貯蔵デバイス２００は、第一構造体２０２及び第二構造体２０４を含む。第一構造体２０２は、第一集電体１１０上の第一電極１４０と、第一電極１４０上のセパレータ１３０とを備える。第二構造体２０４は、第二集電体１２０上の第二電極１５０を備える。一部実施形態では、第一電極１４０が第一集電体１１０上に印刷され得る。例えば、セパレータ１３０を第一電極１４０上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０上に印刷して、セパレータ１３０及び第一集電体１１０が第一電極１４０を封止する又は実質的に封止するようにし得る。一部実施形態では、第二電極１５０を第二電極１２０の上に、例えば第二電極１２０に直接接触して印刷し得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス２００を製造するためのプロセスは、第一構造体２０２及び第二構造体２０４を互いに組み立てることを含み得る。例えば、図７Ａに示されるエネルギー貯蔵デバイス２００の製造は、第二構造体２０４の第二電極２０５を第一構造体２０２のセパレータ１３０と接触させて、セパレータ１３０が第一電極１４０と第二電極１５０との間になるようにすることを含み得る。
図７Ｂは、第一集電体１１０上の第一電極１４０と、第一電極１４０上のセパレータの第一部分とを備える第一構造体２１２を備えるエネルギー貯蔵デバイス２１０を示す。エネルギー貯蔵デバイス２１０は、第二集電体１２０上の第二電極１５０と、第二電極１５０上のセパレータ１３０の第二部分とを備える第二構造体２１４を備え得る。一部実施形態では、第二電極は第二集電体１２０上に印刷され得る。例えば、第二電極１５０を第二集電体１２０上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０の第二部分を第二電極１５０上に印刷し得る。例えば、セパレータ１３０の第二部分を第二電極１５０上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、第一電極１４０を第一集電体１４０上に印刷し得る。例えば、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０の第一部分を第一電極１４０上に印刷し得る。例えば、セパレータ１３０の第一部分を第一電極１４０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０の第一部分と第二部分を印刷して、セパレータ１３０の第一部分及び第一集電体１１０が第一電極１４０を封止又は実質的に封止し、及び／又は、セパレータ１３０の第二部分及び第二集電体１２０が第二電極１５０を封止又は実質的に封止するようにし得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス２１０を製造するためのプロセスは、第一構造体２１２及び第二構造体２１４を互いに組み立てて、エネルギー貯蔵デバイス２１０を形成することを含み得る。第一構造体２１２及び第二構造体２１４を組み立てることは、第一電極１４０と第二電極１５０との間にセパレータ１３０の第一部分及び第二部分を設けることを備え得る。例えば、図７Ｂに示されるエネルギー貯蔵デバイス２１０の製造は、第二構造体２１４のセパレータ１３０の第二部分を第一構造体２１２のセパレータ１３０の第一部分と接触させて、セパレータ１３０の二つの部分が第一電極１４０と第二電極１５０との間にあるようにすることを含み得る。
図７Ｃに示されるように、一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス２２０は、第一集電体１１０上の第一電極１４０と、第一電極１４０上のセパレータ１３０と、セパレータ１３０上に第二電極とを備える第一構造体２２２を備え得る。エネルギー貯蔵デバイス２２０は、第二集電体１２０を備える第二構造体２２４を備え得る。一部実施形態では、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に印刷し得る。例えば、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０の上に印刷し得る。例えば、セパレータ１３０を第一電極の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０の上に印刷して、セパレータ１３０及び第一集電体１１０が第一電極を封止又は実質的に封止するようにし得る。一部実施形態では、第二電極１５０をセパレータ１４０の上に印刷し得る。例えば、第二電極１５０をセパレータ１３０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス２２０の組み立ては、第一構造体２２２及び第二構造体２２４を結合させて、エネルギー貯蔵デバイス２２０を形成することを含む。一部実施形態では、第一構造体２２２及び第二構造体２２４の結合は、第二集電体１２０を第二電極１５０に接触させて、第二電極１５０が第二集電体１４０とセパレータ１３０との間にあるようにすることを含み得る。
本願で説明されるように、図７Ｄ及び図７Ｅは、完全な印刷エネルギー貯蔵デバイスの概略図である。図７Ｄは、印刷された集電体１１０、１２０、電極１４０、１５０、及びセパレータ１３０を備える垂直積層エネルギー貯蔵デバイス２３０の一例を示す。図７Ｄを参照すると、一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス２３０の第一集電体１１０を基板上に印刷し得る。一部実施形態では、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に印刷し得る。例えば、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０の上に印刷し得る。例えば、セパレータ１３０を第一電極１４０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、第二電極１５０をセパレータ１３０の上に印刷し得る。例えば、第二電極１５０をセパレータ１３０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、次いで、第二集電体１２０を第二電極１５０の上に印刷し得る。例えば、第二集電体１２０を第二電極１５０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、第二集電体１２０を第二電極１５０の上に印刷して、第二集電体１２０及びセパレータ１３０が第二電極１５０を封止又は実質的に封止するようにし得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０上に印刷して、セパレータ１３０及び第一集電体１１０が第一電極１４０を封止又は実質的に封止するようにし得る。
図７Ｅを参照すると、横方向に間隔の空いた電極１４０、１５０を有するエネルギー貯蔵デバイス２４０が示されている。エネルギー貯蔵デバイス２４０は、第二集電体１２０から横方向に間隔の空いた第一集電体１１０と、第一集電体１１０上の第一電極１４０と、第二集電体１２０上の第二電極１５０とを含み得る。セパレータ１３０は、第一電極１４０及び第二電極１５０の上に存在し得る。例えば、セパレータ１３０を第一電極１４０と第二電極１５０との間に形成して、電極１４０、１５０が互いに電気的に絶縁されるようにし得る。一部実施形態では、セパレータ１３０は、第一集電体１１０と第二集電体１２０との間の電気的絶縁を促進する。一部実施形態では、第一集電体１１０と第二集電体１２０と第一電極１４０と第二電極１５０とセパレータ１３０との各々が印刷され得る。例えば、第一集電体１１０及び第二集電体１２０を基板上に印刷し得る。一部実施形態では、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に印刷し得る。例えば、第一電極１４０を第一集電体１１０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、第二電極１５０を第二集電体１２０の上に印刷し得る。例えば、第二電極１５０を第二集電体１２０の上に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０及び第二電極１５０の上に、例えば、第一電極１４０及び第二電極１５０の両方に直接接触させて印刷し得る。一部実施形態では、セパレータ１３０を第一電極１４０及び第二電極１５０の上に印刷して、セパレータ１３０と第一集電体１１０と第二集電体１２０とが、第一電極１４０及び第二電極１５０を封止又は実質的に封止し得るようにする。一部実施形態では、図７Ａの第一構造体２０２及び第二構造体２０４と同様の第一構造体及び第二構造体（例えば、集電体と電極と任意でセパレータとを備える）を異なる電極活物質（例えば、一種以上のマンガンの酸化物、ＺｎＯ）を備えて形成し、次いで、横方向に結合させ得る。
図８は、エネルギー貯蔵デバイスの一部を形成し得るセパレータ層又は膜３００の例示的な実施形態を示す（例えば、図６及び図７Ａから図７Ｅに関して説明したいずれかのエネルギー貯蔵デバイスのセパレータ１３０）。セパレータ３００は被殻３２０を含む。一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスは、被殻３２０を備えるセパレータ層又は膜３００を含む。例えば、エネルギー貯蔵デバイスは、被殻３２０を含む分散体を備えるセパレータ３００を含み得る。本願で説明されるように、被殻３２０は、形状、寸法、物質、多孔率、及び／又はこれらの組み合わせ等に従って分類され得て、セパレータ３００は、均一又は実質的に均一な形状、寸法（例えば、長さ、直径）、多孔率、物質、及び／又はこれらの組み合わせ等を有する被殻３２０を備える。例えば、セパレータ３００は、円筒状又は実質的に円筒状の形状（例えば、図８に示されるような）、球形又は実質的に球形の形状、他の形状、及び／又はこれらの組み合わせを有する被殻３２０を含み得る。一部実施形態では、セパレータ３００は、被殻３２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体を有する被殻３２０を含む。セパレータ３００は、被殻３２０の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体を備えない又は実質的に備えない被殻３２０を備え得る（例えば、図８に示されるような）。セパレータ３００は、被殻３２０の特性又は特質を改質するように被殻３２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体を備える被殻３２０を備え得る。セパレータは、被殻の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体を備えない又は実質的に備えない被殻３２０をいくつか備え、且つ、被殻３２０の特性又は特質を改質するように被殻３２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体を備える被殻３２０をいくつか備え得る。
セパレータ３００は、エネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０と第二電極１５０（例えば、図６及び図７Ａから図７Ｅのいずれかの第一電極１４０と第二電極１５０）との間の安定な離隔又は実質的に安定な離隔を可能にするのに十分な機械的強度を有する被殻３２０を備え得る。一部実施形態では、セパレータ３００は、例えば第一電極１４０と第二電極１５０との間の間隔を減らすことによって、及び／又は、第一電極１４０と第二電極１５０との間のイオン種の流れを促進することによって、エネルギー貯蔵デバイスの効率を増大させるように構成された被殻３２０を備える。例えば、被殻３２０は、エネルギー貯蔵デバイスの効率及び／又は強度を改善するため、均一な又は実質的に均一な形状、寸法、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、及び／又はこれらの組み合わせ等を有し得る。エネルギー貯蔵デバイスのセパレータ３００は、所望の多孔率、寸法及び／又は表面改質物質及び／又は構造体を有する壁を含む円筒状又は実質的に円筒状の被殻を備え得る。
セパレータ３００は、被殻３２０の一つ以上の層を備え得る。被殻３２０を備えるセパレータ３００は均一な又は実質的に均一な厚さを有し得る。一部実施形態では、被殻３２０を備えるセパレータ３００の厚さは可能な限り薄い。一部実施形態では、被３２０を備えるセパレータ３００の厚さは、略１μｍから略１００μｍまでであり、例えば、略１μｍから略８０μｍまで、略１μｍから略６０μｍまで、略１μｍから略４０μｍまで、略１μｍから略２０μｍまで、略１μｍから略１０μｍまで、略５μｍから略６０μｍまで、略５μｍから略４０μｍまで、略５μｍから略２０μｍまで、略５μｍから略１５μｍまで、略５μｍから略１０μｍまで、略１０μｍから略６０μｍまで、略１０μｍから略４０μｍまで、略１０μｍから略２０μｍまで、略１０μｍから略１５μｍまで、略１５μｍから略３０μｍまで等である。一部実施形態では、セパレータは、略１００μｍ未満、略９０μｍ未満、略８０μｍ未満、略７０μｍ未満、略６０μｍ未満、略５０μｍ未満、略４０μｍ未満、略３０μｍ未満、略２０μｍ未満、略１５μｍ未満、略１０μｍ未満、略５μｍ未満、略２μｍ未満、略１μｍ未満の厚さ（上記値の境界及び間の範囲を含む）を有する。セパレータ３００の他の厚さも可能である。例えば、セパレータ３００は、被殻３２０の単層を備え得て、セパレータ３００の厚さが、被殻３２０の寸法（例えば、最長軸、長さ、直径）の少なくとも部分的に依存するようになり得る。
セパレータ３００は、不均一な又は実質的に不均一な形状、寸法、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、及び／又はこれらの組み合わせ等を有する被殻３２０を備え得る。
一部実施形態では、被殻は、非導電性物質製の中空及び／又は中実のマイクロスフィアを含み得る。例えば、セパレータ３００は、ガラス、アルミナ、シリカ、ポリスチレン、メラニン、及び／又はこれらの組み合わせ等製の中空及び／又は中実のマイクロスフィアを含み得る。一部実施形態では、マイクロスフィアはセパレータ３００の印刷を促進するサイズを有し得る。例えば、セパレータ３００は、略０．１マイクロメートル（μｍ）から略５０μｍまでの直径を有するマイクロスフィアを含み得る。中空及び／又は中実のマイクロスフィアを備えるセパレータの例は、米国特許出願第１３／２２３２７９号（名称「ＰＲＩＮＴＡＢＬＥ ＩＯＮＩＣ ＧＥＬ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＬＡＹＥＲ ＦＯＲ ＥＮＥＲＧＹ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥＳ」、２０１２年８月９日出願）（特許文献２）に与えられていて、その全体は参照として本願に組み込まれる。
一部実施形態では、セパレータ３００は、エネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０と第二電極１５０との間の電気抵抗を低下させるように構成された物質を備える。例えば、図８を参照すると、一部実施形態では、セパレータ３００は電解質３４０を備える。電解質３４０としては、イオン種の伝導性を促進するあらゆる物質が挙げられ、例えば、エネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０と第二電極１５０との間を伝わることができる移動性イオン種を備える物質が挙げられる。電解質３４０はイオン種を形成し得るあらゆる化合物を備え得て、例えば、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、及び／又は硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一部実施形態では、電解質３４０は酸、塩基、又は塩を備える。一部実施形態では、電解質３４０は、強酸（例えば、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）及び／又はリン酸（Ｈ３ＰＯ４）が挙げられるが、これらに限定されるものではない）、又は強塩基（例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）及び／又は水酸化カリウム（ＫＯＨ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない）。一部実施形態では、電解質３４０は、一種以上の溶解イオン種を有する溶媒を備える。例えば、電解質３４０は有機溶媒を備え得る。一部実施形態では、電解質３４０はイオン液体又は有機液体塩を含む。電解質３４０はイオン液体を有する水溶液を備え得る。電解質３４０はイオン液体を有する塩溶液を備え得る。一部実施形態では、電解質３４０は、プロピレングリコール及び／又はアセトニトリルを含むイオン液体を備える。一部実施形態では、イオン液体を備える電解質３４０は酸又は塩基を含む。例えば、電解質３４０は、水酸化カリウムと混ぜたイオン液体を備え得る（例えば、ＫＯＨの０．１Ｍ溶液を加える）。
一部実施形態では、電解質は、米国特許出願第１４／２４９３１６号（名称「ＰＲＩＮＴＥＤ ＥＮＥＲＧＹ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ」、２０１４年４月９日出願、その全体が参照として本願に組み込まれる）（特許文献２）に記載されている一種以上のイオン液体及び／又は一種以上の塩を含み得る。
一部実施形態では、セパレータ３００はポリマー３６０、例えば、ポリマーゲルを備える。ポリマー３６０は電解質３４０と混ぜられ得る。適切なポリマー３６０は、電気化学反応中及び／又は電位の印加（例えば、エネルギー貯蔵デバイスの電極１４０と電極１５０との間の電位）の際に電気的及び電気化学的安定性を示し得て、例えば、電解質３５０と混ぜた際の完全性及び／又は機能性を維持する。一部実施形態では、ポリマー３６０は無機ポリマーであり得る。一部実施形態では、ポリマー３６０は合成ポリマーであり得る。セパレータ３００は、例えば、セルロース（例えば、セロファン）、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリエチレン（例えば、放射線グラフトポリエチレン）、ポリフッ化ビニリデン、ポリ酸化エチレン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビスメトキシエトキシエトキシホスファゼン、ポリスルホン酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリ酸化プロピレン、これらのコポリマー、及び／又はこれらの組み合わせ等を含むポリマー３６０を含み得る。一部実施形態では、ポリマー３６０はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ，ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）を備え、例えば、ＰＴＦＥの水分散体を備える水溶液（例えば、テフロン（登録商標）水性懸濁液）を備える。一部実施形態では、セパレータ３００は、アスベスト、チタン酸カリウム繊維、繊維質のソーセージの皮、ボロシリケートガラス、酸化ジルコニウム、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、電解質３４０はポリマー３６０の内部又は上に固定されて、固体又は半固体物質を形成する。一部実施形態では、電解質３４０はポリマー３６０の上又は内部に固定されて、例えば電解質ゲルを形成する。
一部実施形態では、セパレータ３００は任意で接着物質を備え、セパレータ３００内部での、及び／又は、セパレータ３００とエネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０及び／又は第二電極１５０との間での被殻３２０の接着を改善することができる。一部実施形態では、接着物質はポリマー３６０を備える。例えば、接着物質は、セパレータ３００内部での、及び／又は、セパレータ３００とエネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０及び／又は第二電極１５０との間での十分な接着を与える。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスのセパレータを印刷するためのインクは、表面改質を有さない又は実質的に有さない複数の被殻、ポリマー、イオン液体、電解質塩、及び／又は溶媒を備える。適切な溶媒の例は、米国特許出願第１４／２４９３１６号（名称「ＰＲＩＮＴＥＤ ＥＮＥＲＧＹ ＳＴＯＲＡＧＥ ＤＥＶＩＣＥ」、２０１４年４月９日出願、その全体が参照として本願に組み込まれる）（特許文献３）に与えられている。一部実施形態では、セパレータを印刷するのに用いられるインク用の溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ａｃｅｔａｍｉｄｅ）、テトラメチル尿素、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、リン酸トリエチル、ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン（ＮＭＰ，ｎ‐ｍｅｔｈｙｌ‐２‐ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、セパレータを印刷するためのインクは以下の組成を有する：略５重量％から略２０重量％までの表面改質を有さない被殻（例えば、精製被殻）、略３重量％から略１０重量％までのポリマー成分（例えば、ポリフッ化ビニリデン、例えば、ペンシルバニア州キングオブプルシアのアルケマ社から市販されているＫｙｎａｒ（登録商標）ＡＤＸ）、略１５重量％から略４０重量％までのイオン液体（例えば、テトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐エチルイミダゾリウム）、略１重量％から略５重量％までの塩（例えば、テトラフルオロホウ酸亜鉛）、略２５重量％から略７６重量％までの溶媒（例えば、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン）。一部実施形態では、他のポリマー、イオン液体、塩（例えば、他の亜鉛塩）、及び／又は溶媒も適したものとなり得る。
一部実施形態では、セパレータ用のインクを調製するためのプロセスは、バインダーを溶媒中に溶解させることを含み得る。例えば、バインダーを溶媒中に溶解させることは、バインダー及び溶媒を備える混合物を略５分から略３０分にわたって略８０℃から略１８０℃までの或る温度で加熱することを含み得る。一部実施形態では、加熱はホットプレートを用いて行われ得る。一部実施形態では、例えば加熱後で混合物が温かい間にイオン液体及び電解質塩を混合物に加え得る。バインダーと溶媒とイオン液体と電解質塩を、例えば略５分から略１０分までにわたって攪拌して、所望の混合を促進し得る。一部実施形態では、次いで被殻を加え得る。被殻の追加を、混合によって、例えば自転公転攪拌器を用いること等によって促進し得る。自転公転攪拌器を用いて略１分から略１５分にわたって混合を行い得る。
図９は、エネルギー貯蔵デバイス（例えば、図６及び図７Ａから図７Ｅに関して説明したいずれかのエネルギー貯蔵デバイス）の一部を形成し得る例示的な電極層又は膜４００を示す。電極４００は被殻４２０を含む。一部実施形態では、被殻４２０を備える一つ以上の電極層又は膜４００を含む（例えば、図６及び図７Ａから図７Ｅに関して説明したいずれかのエネルギー貯蔵デバイスの第一電極１４０及び／又は第二電極１５０）。例えば、エネルギー貯蔵デバイスは、被殻４２０を含む分散体を備える電極層又は膜４００を含み得る。本願で説明されるように、被殻４２０は、形状、寸法、物質、多孔率、及び／又はこれらの組み合わせ等に従って分類され得て、電極４００は、均一又は実質的に均一な形状、寸法（例えば、長さ、直径）、多孔率、物質、及び／又はこれらの組み合わせ等を有する被殻４２０を備える。例えば、電極４００は、円筒状又は実質的に円筒状の形状（例えば、図９に示されるような）、球形又は実質的に球形の形状、他の形状、及び／又はこれらの組み合わせを有する被殻４２０を含み得る。一部実施形態では、電極４００は、被殻４２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体を有する被殻４２０を含む。電極４００は、被殻４２０の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体を備えない又は実質的に備えない被殻４２０を備え得て、絶縁性であり得て、及び／又は、被殻４２０の特性又は特質を改質するように被殻４２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体（例えば、図９において、被殻４２０の表面上に鶏の足状の特徴で概略的に示されるように）を備える被殻４２０を備え得る。電極４００は、被殻４２０の表面上に適用又は形成された表面改質物質及び／又は表面改質構造体を備えない又は実質的に備えない被殻４２０をいくつか備え、且つ、被殻４２０の特性又は特質を改質するように被殻４２０の表面上に適用又は形成された物質及び／又は構造体を備える被殻４２０をいくつか備え得る。
電極４００は、電極４００を含むエネルギー貯蔵デバイスが圧縮力及び／又は変形に耐えられるようにする機械的強度のために選択された被殻４２０を備え得る。一部実施形態では、電極４００は、例えば電極４００内部における及び／又は電極４００とエネルギー貯蔵デバイスの他の部分との間におけるイオン種の流れを促進することによって、エネルギー貯蔵デバイスの効率を増大させるように構成された被殻４２０を備える。例えば、被殻４２０は、エネルギー貯蔵デバイスの効率及び／又は強度を改善するため、均一な又は実質的に均一な形状、寸法、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、及び／又はこれらの組み合わせ等を有し得る。エネルギー貯蔵デバイスの電極４００は、所望の多孔率、寸法及び／又は表面改質物質及び／又は構造体を有する壁を含む円筒状又は実質的に円筒状の被殻４２０を備え得る。
電極４００は、被殻４２０の一つ以上の層を備え得る。被殻４２０を備える電極４００は均一な又は実質的に均一な厚さを有し得る。一部実施形態では、被殻４２０を備える電極４００の厚さは、抵抗、利用可能な物質量、所望のエネルギーデバイス厚さ等に少なくとも部分的に依存し得る。一部実施形態では、被４２０を備える電極４２０の厚さは、略１μｍから略１００μｍまでであり、例えば、略１μｍから略８０μｍまで、略１μｍから略６０μｍまで、略１μｍから略４０μｍまで、略１μｍから略２０μｍまで、略１μｍから略１０μｍまで、略５μｍから略６０μｍまで、略５μｍから略４０μｍまで、略５μｍから略２０μｍまで、略５μｍから略１５μｍまで、略５μｍから略１０μｍまで、略１０μｍから略６０μｍまで、略１０μｍから略４０μｍまで、略１０μｍから略２０μｍまで、略１０μｍから略１５μｍまで、略１５μｍから略３０μｍまで等である。一部実施形態では、被殻４２０を備える電極４００の厚さは、略１００μｍ未満、略９０μｍ未満、略８０μｍ未満、略７０μｍ未満、略６０μｍ未満、略５０μｍ未満、略４０μｍ未満、略３０μｍ未満、略２０μｍ未満、略１５μｍ未満、略１０μｍ未満、略５μｍ未満、略２μｍ未満、略１μｍ未満である（上記値の境界及び間の範囲を含む）。電極４００の他の厚さも可能である。
電極４００は、不均一な又は実質的に不均一な形状、寸法、多孔率、表面改質物質及び／又は構造体、及び／又はこれらの組み合わせ等を有する被殻４２０を備え得る。
一部実施形態では、電極４００は、電極４００内部の電子の伝導性を向上させる物質を任意で備える。例えば、図９を再び参照すると、一部実施形態では、電極４００は、電極４００の導電性を改善する導電性充填材４６０を備える。導電性充填材４６０は導電性炭素材を備え得る。例えば、導電性充填材４６０は、グラファイト状炭素、グラフェン、カーボンナノチューブ（例えば、単層及び／又は多層）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、導電性充填材４６０は、金属物質（例えば、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）及び／又は白金（Ｐｔ））を含み得る。一部実施形態では、導電性充填材４６０は半導体物質（例えば、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、及び／又は半導体含有合金（例えば、アルミニウムシリコン（ＡｌＳｉ）合金））を含み得る。複数の電極４００を備えるエネルギー貯蔵デバイス１００では、電極４００は異なる被殻及び／又は異なる添加剤を含み得て、例えば、異なるイオン種及び／又はイオン生成種を含み得る。一部実施形態では、電極４００は電解質、例えば、図８のセパレータ３００に関して説明した電解質３４０を備え得る。一部実施形態では、電極は一種以上の活物質（例えば、自由活物質、例えば、珪藻被殻の一つ以上の表面上のナノ構造体化活物質とは別の活物質）を含み得る。
一部実施形態では、電極４００はバインダーを含み得る。バインダーはポリマーを備え得る。電極バインダーに適したポリマー、ポリマー前駆体及び／又は重合可能前駆体として、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ，ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン‐三フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレングリコールヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンテレフタレートポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルカプロラクタム、ポリ塩化ビニル、ポリイミドポリマー及びコポリマー（例えば、脂肪族、芳香族、及び／又は半芳香族ポリイミド）、ポリアミド、ポリアクリルアミド、アクリレート及びメタアクリレートポリマー及びコポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、アリルメタクリレート、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリクロロプレン、ポリエーテルスルホン、ナイロン、スチレンアクリロニトリル樹脂、ポリエチレングリコール、粘土、例えば、ヘクトライト粘土、ガラマイト粘土、有機修飾粘土、サッカリドやポリサッカリド、例えば、グアーガム、キサンタンガム、スターチ、ブチルゴム、アガロース、ペクチン、セルロースや変性セルロース、例えば、ヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルメチルセルロース、メトキシセルロース、メトキシメチルセルロース、メトキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサン、これらのコポリマー、及び／又はこれらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態では、電極４００は腐食防止剤及び／又は一種以上の他の機能性添加剤を含み得る。一部実施形態では、腐食防止剤は、一種以上の表面活性有機化合物を含み得る。一部実施形態では、腐食防止剤は、グリコール、シリケート、水銀（Ｈｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。
一部実施形態では、電極４００は、電極４００の内部及び／又は電極４００とエネルギーストレージデバイスの他の部品（セパレータ１３０及び／又は集電体１１０、１２０等）との間における被殻４２０の接着を向上させることができる接着物質を任意で備える。一部実施形態では、電極４００の接着物質はポリマー、例えば、本願で説明されるポリマー３６０を備える。
一部実施形態では、エネルギー貯蔵デバイスの電極を印刷するためのインクは、一つ以上の表面上に形成されたナノ構造体を備える複数の被殻、導電性充填材（例えば、カーボンナノチューブ、グラファイト）、バインダー成分、電解質（例えば、イオン液体、電解質塩）、及び／又は溶媒を備え得る。例えば、電解質は本願で説明される組成を備え得る。一部実施形態では、セパレータインクに関して説明される一種以上の溶媒が電極を印刷するためのインクとしても適したものとなり得る。一部実施形態では、電極を印刷するのに用いられるインク用の溶媒は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、テトラメチル尿素、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、リン酸トリエチル、ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン（ＮＭＰ）、及び／又はこれらの組み合わせ等を備え得る。一部実施形態では、電極を印刷するためのインクは、一つ以上の表面上に形成された満願の酸化物のナノ構造体を有する被殻を備え得る。一部実施形態では、電極を印刷するためのインクは、一つ以上の表面上に形成されたＺｎＯナノ構造体を有する被殻を備える。
一部実施形態では、マンガンの酸化物を備えるエネルギーストレージの電極を印刷するためのインクは以下の組成を有し得る。略１０重量％から略２０重量％までのマンガンの酸化物によって覆われた一つ以上の表面を有する被殻、略０．２重量％から略２重量％までのカーボンナノチューブ（例えば、多層カーボンナノチューブ、例えば、オクラホマ州ノーマンのサウスウエストナノテクノロジーズから市販されている）、最大１０重量％のグラファイト（例えば、スイスのＴｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎから市販されているＣ６５）、略１重量％から略５重量％までのバインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデン、例えば、ペンシルバニア州キングオブプルシアのアルケマ社から市販されているＨＳＶ ９００ Ｋｙｎａｒ（登録商標））、略２重量％から略１５重量％までのイオン液体（例えば、テトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐エチルイミダゾリウム）、及び略４８重量％から略８６．８重量％までの溶媒（例えば、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン）。一部実施形態では、マンガンの酸化物は化学式ＭｎｘＯｙを有し、ここで、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４までである。例えば、そのインクを印刷して、電池のカソードを形成し得る。
一部実施形態では、ＺｎＯを備えるエネルギーストレージの電極を印刷するためのインクは以下の組成を有し得る。略１０重量％から略２０重量％までのＺｎＯがその上に形成された被殻、略０．２重量％から略２重量％までのカーボンナノチューブ（例えば、多層カーボンナノチューブ、例えば、オクラホマ州ノーマンのサウスウエストナノテクノロジーズから市販されている）、最大１０重量％のグラファイト（例えば、スイスのＴｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ ａｎｄ Ｃａｒｂｏｎから市販されているＣ６５）、略１重量％から略５重量％までのバインダー（例えば、ポリフッ化ビニリデン、例えば、ペンシルバニア州キングオブプルシアのアルケマ社から市販されているＨＳＶ ９００ Ｋｙｎａｒ（登録商標））、略２重量％から略１５重量％までのイオン液体（例えば、テトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐エチルイミダゾリウム）、略０．３重量％から略１重量％までの電解質塩（例えば、テトラフルオロホウ酸亜鉛）、及び略４８重量％から略８６．８重量％までの溶媒（例えば、Ｎ‐メチル‐２‐ピロリドン）。例えば、そのインクを印刷して、電池のアノードを印刷し得る。
一部実施形態では、カーボンナノチューブは多層及び／又は単層カーボンナノチューブを備え得る。一部実施形態では、他の種類のグラファイト、ポリマーバインダー、イオン液体及び／又は溶媒も適切なものとなり得る。
一部実施形態では、電極を印刷するためのインクを調製するプロセスは、インク中にカーボンナノチューブの所望の分散体を与え、被殻をイオン液体で飽和させ（例えば、被殻の内部、内側表面、外側表面、及び／又は細孔の内部にイオン液体を与える）、及び／又は、インクの成分を完全に混合するように構成され得る。一部実施形態では、インクを調製するプロセスは、イオン液体中にカーボンナノチューブを分散させることを備える。一部実施形態では、自動化された乳鉢及び乳棒を用いてカーボンナノチューブをイオン液体中に分散させ得る。一部実施形態では、次いで、カーボンナノチューブ及びイオン液体を溶媒中に分散させ得る。超音波チップを用いてカーボンナノチューブ及びイオン液体を溶媒中に分散させ得る。一部実施形態では、その上にナノ構造体（例えば、マンガンの酸化物やＺｎＯナノ構造体）が形成された被殻とグラファイトとをカーボンナノチューブとイオン液体と溶媒に加えて、遠心混合器を用いて攪拌し得る。一部実施形態では、被殻及びグラファイトと共に電解質塩をカーボンナノチューブとイオン液体と溶媒に加えて、遠心混合器を用いて攪拌し得る。例えば、被殻、グラファイト、カーボンナノチューブ、イオン液体、溶媒、及び／又は電解質塩を自転公転攪拌器を用いて、略１分（ｍｉｎ）から略１０分にわたって混合し得る。一部実施形態では、溶媒中にポリマーバインダーを備える溶液を、被殻、グラファイト、カーボンナノチューブ、イオン液体、溶媒及び／又は電解質塩を備える混合物に加えて、加熱し得る。ポリマーバインダー及び溶媒を備える溶液は、略１０重量％から略２０重量％のポリマーバインダーを有し得る。ポリマーバインダー、被殻、グラファイト、カーボンナノチューブ、イオン液体、溶媒及び／又は電解質塩を備える混合物を略８０℃から略１８０℃までの或る温度に加熱し得る。一部実施形態では、加熱は略１０分から略３０分にわたって行われ得る。一部実施形態では、加熱にホットプレートを用い得る。一部実施形態では、加熱しながら攪拌を行い得る（例えば、混合棒を用いて）。
図１０から図１３は、本願で説明されるプロセスを用いて製造されたマンガンの酸化物（例えば、化学式ＭｎｘＯｙの酸化物、ｘは略１から略３まで、ｙは略１から略４まで）のカソードとＺｎＯアノードを備える印刷電池の例の電気性能を示す。図１０は、印刷ＭｎｘＯｙ及びＺｎＯ電池の放電曲線グラフであり、そのカソードはマンガンの酸化物のナノ構造体がその上に形成された複数の被殻を含み、アノードはＺｎＯがその上に形成された複数の被殻を含んでいた。電池の電位がボルト（Ｖ）単位でｙ軸に示されていて、放電期間が時間（ｈｒ）単位でｘ軸に示されている。電池を１．２７センチメートル（ｃｍ）×１．２７ｃｍの正方形（つまり、０．５インチ（ｉｎ）×０．５インチの正方形）でスクリーン印刷した。電池は、印刷された集電体、アノード、カソード及びセパレータを含んでいた。アノード及びカソードは各々略４０マイクロメートル（μｍ）の平均厚さを有していた。カソードは、略０．０２３グラム（ｇ）の総重量を有し、マンガンの酸化物の重量は略０．０１ｇであった。アノード中の活物質ＺｎＯの重量は過剰であった。
図１０では、電池を完全な又は実質的に完全な充電状態から略０．８Ｖのカットオフ電圧に放電した。電池を略０．０１アンペア／グラム（Ａ／ｇ）で放電した。電池は、略１．２８ミリアンペア時（ｍＡｈ）の容量と、カソード活物質の重量に基づいて１２８ミリアンペア時／グラム（ｍＡｈ／ｇ）の容量を示した。図１１は、複数回の充放電サイクル後の図１０の印刷電池のキャパシタンス性能を示す。電池は４０回のサイクルを受け、各サイクルのキャパシタンス性能が初期キャパシタンスの％として軸に示されている。図１１に示されるように、複数回の充放電サイクル後のキャパシタンスが改善され得る。
図１２は、印刷ＭｎｘＯｙ及びＺｎＯ電池の他の例の充放電曲線であり、三回の充放電サイクル中の時間の関数として各充放電サイクルの電位性能を示す。電位はボルト（Ｖ）単位でｙ軸に示されていて、時間は時（ｈｒ）単位でｘ軸に示されている。印刷電池は略１．２７センチメートル（ｃｍ）×１．２７ｃｍの正方形（つまり。０．５インチ（ｉｎ）×０．５インチの正方形）でスクリーン印刷された。電池のカソードは、マンガンの酸化物のナノ構造体がその上に形成された複数の被殻を含み、アノードはＺｎＯナノ構造体がその上に形成された複数の被殻を含んでいた。電池は、印刷された集電体、アノード、カソード及びセパレータを含んでいた。アノード及びカソードは各々略４０マイクロメートル（μｍ）の平均厚さを有していた。カソードは略０．０２１グラム（ｇ）の総重量を有し、マンガンの酸化物の重量は略０．０１ｇであった。アノード中の活物質（例えば、ＺｎＯ）の重量は過剰であった。図１２の印刷電池を、カソード中の活物質の重量に基づいて略０．０１アンペア／グラム（Ａ／ｇ）で充放電した。図１３は、図１２の印刷ＭｎｘＯｙ及びＺｎＯ電池の充放電曲線であり、充放電を略０．０４Ａ／ｇで行った。二組の曲線は充電及び放電の両方について優れた再現性を示し、印刷ＭｎｘＯｙ／ＺｎＯ電池が効率的な再充電可能電池となり得ることを示している。
［表面改質珪藻を備えるスーパーキャパシタ］
上記では、珪藻被殻に起因する多様な利点をもたらすエネルギー貯蔵デバイスを説明してきた。以下では、本願及び関連業界においてスーパーキャパシタと称される本エネルギー貯蔵デバイスの特定の一種について詳細に説明する。スーパーキャパシタは、ウルトラキャパシタ、電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）、電気化学キャパシタと称されることもあるものであって、比較的新しいいエネルギー貯蔵デバイスであり、その特性は一部側面では従来の静電キャパシタと同様に有利なものであり、他の側面では従来の電池、例えば二次電池と同様のものである。
特定の電池と同様に、スーパーキャパシタは、多孔質セパレータと電解質によって分離されるカソード又は正極とアノード又は負極を有する。例えば、セパレータは、イオン透過性であって電解質で含浸された誘電体を備え得る。電池の充放電中に電気化学反応の一部として一方の電極から他の電極に生じるイオン輸送は、スーパーキャパシタでは起こらない。
スーパーキャパシタは、一部側面において従来の静電キャパシタと同様であり、例えば、比較的高速な充電性能を有する一方で、従来の静電キャパシタと比較してはるかに高いキャパシタンスを有する。誘電体によって分離された電極にエネルギーを貯蔵する従来の静電キャパシタとは異なり、スーパーキャパシタは、カソードと電解質との間の界面と、アノードと電解質との間の界面の一方又は両方においてエネルギーを貯蔵する。
スーパーキャパシタのキャパシタンス値は、従来の静電キャパシタよりもはるかに高くなり得る。一部のスーパーキャパシタは、従来の静電キャパシタと比較して低い電圧限度を有する。例えば、一部のスーパーキャパシタの動作は略２．５～２．８Ｖに限定される。一部のスーパーキャパシタは、２．８Ｖ以上の電圧で動作し得る。特定のこうしたスーパーキャパシタは短い寿命を示し得る。
スーパーキャパシタは、電池よりもはるかに高速で電荷を輸送することができるので、一般的には電池よりもはるかに高い電力密度を有する。スーパーキャパシタは、一般的には電池と比較してはるかに低い内部抵抗を有するので、結果として、高速充放電中にそれほど多くは発熱しない。一部のスーパーキャパシタは数百万回充放電可能であるが、多くの二次電池は典型的には５００～１００００回という顕著に短い寿命サイクルを有し得る。一部のスーパーキャパシタは電池と比較して顕著に低いエネルギー密度を有する。市販されている一部のスーパーキャパシタは市販の電池よりも高価である（１ワット当たりのコストが高い）。
こうした特性と他の特性のため、スーパーキャパシタは、長期エネルギー貯蔵よりも急速充放電サイクルが必要とされ得る応用において使用される。例えば、スーパーキャパシタの大型ユニットの応用として、自動車、バス、列車、クレーン、エレベータ等が挙げられ、回生ブレーキ、短期エネルギー貯蔵、バーストモード電力供給に用いられる。スーパーキャパシタの小型ユニットの応用として、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）用のメモリバックアップが挙げられる。スーパーキャパシタの他の現状又は将来の応用としては、携帯電話、ラップトップ、電気自動車、電池が用いられている他の多様なデバイス等の電化製品が挙げられる。スーパーキャパシタは、電池と比較してはるかに高速充電可能であるので、現状の電気自動車や携帯電話の充電にかかり得る数時間の代わりに例えば分単位での高速充電速度の恩恵を受け得るデバイスにとって特に魅力的なものとなる。
一部デバイスでは、スーパーキャパシタが電池と共に用いられて、両者の有利な特性を活用する。こうした応用では、短期の電力要求を満たすのに高速充電が必要とされる場合にスーパーキャパシタが用いられる一方で、電池が長期のエネルギーを提供するのに用いられる。両者をハイブリッドエネルギー貯蔵デバイスに組み合わせることは、電池のストレスを減らしながらどちらの要求も満たすことができ、電池とスーパーキャパシタの長寿命を可能にし得る。
スーパーキャパシタのキャパシタンスは電極の有効表面積に正比例するので、スーパーキャパシタの電極は比較的大きな有効表面積を有することが望ましい。比較的大きな有効表面積は、表面対体積比が大きな電極材を利用することで実現可能である。上述のように、被殻は、そのナノ細孔構造のため、非常に大きな有効表面積を有利に提供することができ、スーパーキャパシタの表面活物質がその上に形成される基板として機能する。スーパーキャパシタに関して本願に記載されるように、表面活物質とは、電解質との界面を形成する電極の一部のことを称し、以下でより詳細に説明するように、少なくとも一種のスーパーキャパシタンス機構によって生じるキャパシタンス、例えば電気二重層キャパシタンス及び／又は疑似キャパシタンスを生じさせる。追加的に又は代替的に、ナノ構造体（例えばナノ粒子やナノチューブ）が、例えば、同じ物質で形成された薄膜と比較すると、所与の体積の表面活物質について非常に大きな表面積を与えることができる。スーパーキャパシタに関して本願に記載されるように、ナノ構造体とは、少なくとも一つの軸方向寸法がサブミクロンである、例えば、略１０００ｎｍ、５００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ未満である、又はこれら値によって定められる範囲内の寸法を有する固体のことを称する。
ナノ構造体は、上述のあらゆる形状を有し得て、例えば、ナノワイヤ、ナノシート、ナノチューブ、ナノプレート、ナノ粒子、ナノベルト、ナノディスク、ロゼット形状ナノ構造体が挙げられる。また、ナノ構造体は、あらゆる三次元的な幾何学的形状、例えば、球、円筒、円錐、回転楕円体、楕円体、四面体、ピラミッド状、角柱、立方体、直方体、プレート、円板、ロッド等を有し得る。一部実施形態では、ナノ構造体は、ナノ構造体の結晶構造に基づいた特定の形状を有するように選択され得る。上述のように、本発明者は、被殻の表面を多様な表面活物質で改質する本発明の方法を見出したものである。本発明者は、被殻の非常に大きな有効表面積と、ナノ構造化表面活物質の非常に高い表面対体積比との相乗効果によって、既存のスーパーキャパシタよりも高い電力密度及びエネルギー密度を有するスーパーキャパシタが実現可能であることを認めたものである。本発明者は、例えば、高い表面対体積比を有するナノ構造化表面活物質で被殻の表面を改質することによって、被殻とナノ構造化表面活物質との相乗効果の恩恵を受けるスーパーキャパシタを実現したものである。
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタは、電解質と接触する一対の電極を備える。一部実施形態では、電極間に電解質が介在し得て、更にセパレータ（例えば、電解質で含浸されている）を備え得る。多様な実施形態において、一方又は両方の電極が複数の被殻と表面活物質を備える。表面活物質は電解質に接触して、以下で説明する一種以上のスーパーキャパシタンス機構を生じさせる。一部実施形態では、各被殻が、その上に形成された表面活物質を有する。表面活物質は、ナノ構造化され、被殻の大きな表面積を利用し、及び／又は、表面活物質の高い表面対体積比を利用することによって、高い電力密度及び／又はエネルギー密度を含むスーパーキャパシタンス性能の向上を生じさせる。例えば、表面活物質は、被殻の表面を覆う複数のナノ構造体の形態であり得る。ナノ構造体は、酸化亜鉛ナノ構造体と酸化マンガンナノ構造体と炭素ナノ構造体とのうちの一種以上を含み得る。本開示のスーパーキャパシタの性能は、珪藻被殻の構造のナノ細孔性によって与えられる大きな表面積と、表面活物質の高い表面対体積比との相乗効果の恩恵を受ける。その表面活物質、例えばナノ構造体が珪藻被殻上に成長していて、凝集していないので、表面領域の比較的大部分に電解質がアクセス可能である。珪藻被殻がナノ細孔性であるので、電解質がナノ構造体に直接アクセスして、デバイス全体にわたって簡単に移動することができる。本開示のスーパーキャパシタは、印刷等の拡張性のある技術を用いて有利に製造可能である。製造されたスーパーキャパシタは、小型デバイスとして例えば印刷電子機器において利用可能であり、及び／又は、大型に製造されパワフルな応用のための形状に折り畳まれ得る。
理論に縛られるものではないが、スーパーキャパシタは、電気二重層キャパシタンス及び／又は疑似キャパシタンス等の多様な機構によってエネルギーを貯蔵することができる。二重層キャパシタンスが静電特性を有する一方、疑似キャパシタンスは電気化学特性を有する。以下、多様な機構をより詳細に説明する。貯蔵機構が二重層キャパシタンス特性及び／又は疑似キャパシタンス特性を有するのかどうかに応じて、また、スーパーキャパシタが二つの同じ又は対称な電極を有するのか二つの異なる又は非対称な電極を有するのかに応じて、電極のうち一方又は両方がナノ構造化表面活物質でコーティングされた複数の被殻を有するスーパーキャパシタを、三つの異なるグループのスーパーキャパシタのうち一種として構成することができる。
第一グループのスーパーキャパシタは、疑似キャパシタとして構成された両電極を有し、各電極が、被殻と遷移金属酸化物（例えば、酸化マンガンや酸化亜鉛）を備え、疑似キャパシタンスを生じさせるように構成される。例えば、被殻は、その上にナノ構造体状に形成された遷移金属酸化物を有し得る。第二グループのスーパーキャパシタは、ＥＤＬＣとして構成された両電極を有し、各電極が、被殻と炭素（例えば、カーボンナノチューブ）を備え、二重層キャパシタンスを生じさせるように構成される。例えば、被殻は、その上にナノ構造体状に形成された炭素を有し得る。第三グループのスーパーキャパシタは、ハイブリッドスーパーキャパシタと称され得るものであって、ＥＤＬＣとして構成された一方の電極と、疑似キャパシタとして構成された他方の電極を有する。ハイブリッドキャパシタの一部として含まれる場合、疑似キャパシタとして構成された電極は、カソード、又は正に帯電した電極として機能し得て、ＥＤＬＣとして構成された電極は、アノード、又は負に帯電した電極として機能し得る。理論に縛られることなく、これら三つのグループのスーパーキャパシタの動作原理を本願で説明する。
図１４Ａは、二重層キャパシタとして構成された両電極を有するスーパーキャパシタ１４００の断面図を示す。図１４Ｂは、電力間に電圧が印加されている際の動作時の１４Ａのスーパーキャパシタの断面図を示す。図１４Ａと図１４Ｂは、それぞれ放電状態と充電状態のスーパーキャパシタ１４００を示す。スーパーキャパシタ１４００は、動作時に正に帯電可能な第一電極１４４０と、動作時に負に帯電可能な第二電極１４５０を含む。スーパーキャパシタ１４００は、任意で、電極１４４０、電極１４５０にそれぞれ電気的に結合された第一集電体１４１０、第二集電体１４２０を含む。第一電極１４４０と第二電極１４５０には、セパレータ１４３０が間に挟まれ、第一電極１４４０と第二電極１４５０との間の隙間を充填する電解質１４６０を介して互いにイオン的に接続される。電解質１４６０は、溶媒中に溶解した正イオン１４７０と負イオン１４８０の混合物を備える。各電極１４４０、１４５０の表面は電解質１４６０と接触して、活性界面を形成する。電極１４４０、１４５０と電解質１４６０との間の活性界面において、二重層キャパシタンス効果が生じる。
図１４Ａを参照すると、放電状態において、正イオン１４７０と負イオン１４８０はランダムに分散し得る。動作時には、図１４Ｂを参照すると、第一電極１４４０と第二電極１４５０にわたって電圧を印加すると、例えば、第一集電体１４１０に対して相対的に第二集電体１４２０を負に帯電させること、及び／又は、第二集電体１４２０に対して相対的に第一集電体１４１０を正に帯電させることによって、両電極１４４０、１４５０が電気二重層を発生させる。各電気二重層は、図１４Ｂに示されるように、二層の電荷を含む。理論に縛られるものではないが、例えば、静電荷の層、例えば、負の電子電荷のシートが、第二電極１４５０の表面、例えば表面活物質の表面に形成され得て、静電荷の対向層、例えば、正のイオン電荷のシートが、電解質１４６０中の電極１４５０の表面に隣接して形成され得る。これら二つの電荷シートは、電解質１４６０の溶媒分子の層１４９０（例えば、単層）（内部ヘルムホルツ面（ＩＨＰ，ｉｎｎｅｒ Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｐｌａｎｅ）と称されることもある）によって分離される。この溶媒分子の層１４９０は、第二電極１４５０側に第一キャパシタンス（Ｃｄ１）を生じさせる誘電体層として機能する。同様にして、溶媒分子の層１５００が、静電荷（例えば、第一電極１４４０の表面（例えば表面活物質の表面）における正の電子電荷）の層と、静電荷（例えば、電解質１４６０中の第一電極１４４０の表面に隣接して形成され得る負のイオン電荷）の対向層との間に形成される。溶媒分子の層１５００は、第一電極１４４０側に第二キャパシタンス（Ｃｄ２）を生じさせる他の誘電体層として機能する。
本願で説明されるように、第二電極１４５０、第一電極１４４０にそれぞれ隣接して形成される溶媒分子の層１４９０、１５００の各々は、キャパシタンスＣｄ１、Ｃｄ２を生じさせる誘電体層として機能する。第二電極１４５０と第一電極１４４０に形成されるキャパシタは、電解質１４６０によって電気的に直列に接続され、以下のように表すことができる直列スーパーキャパシタンスＣＳを与える：
１／ＣＳ＝（１／Ｃｄ１）＋（１／Ｃｄ２） 式１
電解質１４６０の所与の溶媒について、ＥＤＬＣ中に単位電圧当たりで貯蔵される電荷量は、電極サイズの関数である。古典的な静電キャパシタンスと同様に、第二電極１４５０側の第一の二重層キャパシタに起因するキャパシタンスＣｄ１は、以下のように近似可能である：
Ｃｄ１＝ε１ｄ１ 式２
ここで、ε１は、電解質１４６０の溶媒の誘電率であり、ｄ１は、第二電極１４５０に隣接して形成された溶媒分子の層１４９０の有効厚さである。同様に、第一電極１４４０側の第二の二重層に起因するキャパシタンスＣｄ２は、以下のように近似可能である：
Ｃｄ２＝ε２ｄ２ 式３
ここで、ε２は誘電率であり、ｄ２は、第一電極１４４０近傍に形成された電解質１４６０の溶媒分子の層１５００の有効厚さである。各二重層の貯蔵エネルギーは、キャパシタンスに対して略線形であり、吸着イオンの濃度に相当する。スーパーキャパシタに貯蔵されたエネルギーＥを以下のように表すことができる：
Ｅ＝ＣＳＡＶ２／２ 式４
ここで、ＣＳは上記のスーパーキャパシタのキャパシタンスであり、Ａは、電極の有効表面積であり、Ｖは電圧である。スーパーキャパシタの電力を以下のように表すことができる：
Ｐｍａｘ＝Ｖ２／（４Ｒ） 式５
ここで、Ｒは、スーパーキャパシタの等価直列抵抗である。上記のキャパシタンスとエネルギーと電力の式によると、所与の電解質について、電極１４５０、１４４０の表面積（Ａ）を増やし、スーパーキャパシタの電圧（Ｖ）を上げ、電極と、電解質と、電極材とスーパーキャパシタ層との間の界面とに起因する等価抵抗（Ｒ）を下げることによって、スーパーキャパシタの高い電力とエネルギーが達成される。電気二重層キャパシタンスの値は、同様の巨視的電極サイズを有する従来の静電キャパシタと比較して極めて高く、これは、一部には、溶媒分子の極めて薄い層１４９０、１５００（単層の厚さ程の薄さになり得て、例えば、数オングストローム（０．３～０．８ｎｍ）程度であり、デバイ長程度のものとなり得る）に起因する。電極の活性面積も上述のとおりに非常に高く、これは、被殻の大きな表面積に起因し、その有効表面積は、その上に形成されたナノ構造化活物質によって更に増強される。
上述のＥＤＬＣの機構に基づくと、電池のエネルギー貯蔵とは異なり、電気二重層キャパシタンスの発生過程は、電解質を用いた電極間の電荷移動を伴わない。従来のキャパシタの電荷が電子を介して輸送される一方で、二重層キャパシタのキャパシタンスは、電解質と被殻の抵抗性細孔構造を介するイオンの移動速度に関係している。電極又は電解質内で化学的変化が生じないので、ＥＤＬＣは、電池と比較してはるかに長いサイクル寿命を有することができる。
図１５は、疑似キャパシタとして構成された電極を備えるスーパーキャパシタ１５００の断面図を示す。スーパーキャパシタ１５００は、その電極の構造と組成以外については、上述のスーパーキャパシタ１４００と同様に構成され得る。スーパーキャパシタ１５００は、動作時に正に帯電可能な第一電極（図示せず）と、動作時に負に帯電可能な第二電極１５５０を含むが、例示目的で第二電極１５５０のみが疑似キャパシタとして示されている。第一電極は、他の疑似キャパシタとして、又は上述のＥＤＬＣとして構成され得る。第一電極と第二電極１５５０の各々の表面は電解質１４６０と接触する。第一電極、第二電極１５５０と電解質１４６０との間の接触界面において、疑似キャパシタンス効果が生じる。
理論に縛られるものではないが、動作時には、第一電極と第二電極１５５０にわたって電圧を印加することで、電解質１４６０中の正イオンと負イオンが第一電極と第二電極１５５０に向かって逆方向に移動し、電気二重層キャパシタが、例えば、図１４と図１４Ｂに関して上述したのと同様にして形成され得る。電解質中のイオンが電気二重層に行き渡り、図１５に示されるように電極表面に吸着されると、疑似キャパシタンスが発生することができる。この疑似キャパシタンスが、上述の電気二重層を形成するスーパーキャパシタの電極表面での可逆的ファラデー酸化還元反応によって電気エネルギーを貯蔵する。電気二重層キャパシタンス効果とは異なり、疑似キャパシタンスは、電解質１４６０と吸着イオンとの間の電子電荷移動を伴う。このファラデー電荷移動は、可逆的酸化還元過程、挿入過程、又は、電気的吸着過程の超高速シーケンスに由来する。疑似キャパシタンスを示す電極の性能は、電極の表面に吸着されたイオンに対する電極材の化学親和力と、その構造と、電極構造に依存する。疑似キャパシタの電極用に酸化還元挙動を示す物質として、遷移金属酸化物が挙げられる。疑似キャパシタンスを、貯蔵電荷量（ｑ）／印加電位（Ｖ）、つまり、以下の式で表すことができる：
Ｃ＝ｄｑ／ｄＶ 式６
二重層キャパシタンスと同様に、疑似キャパシタンス又は電気化学キャパシタンスは、電極の表面、例えば、被殻上に形成された表面活物質の表面に生じる。結果として、比表面積は、酸化還元反応用の活性サイトの数、つまりは疑似キャパシタンスの大きさに正比例する。この高速酸化還元反応性を有するファラデーエネルギー貯蔵は、電池よりもはるかに高速で充放電を行う。
ファラデー疑似キャパシタンスは、静的二重層キャパシタンスと共に生じる。状況に応じて、その大きさは、電極の性質と構造に依存して、同じ表面積の二重層キャパシタンスの値を桁違いで超え得る。
以下、多様な態様のスーパーキャパシタを開示する。その詳細は説明されないものともなり得るが、多様な実施形態に係る被殻は、本願全体にわたって説明されているあらゆる構造のものやあらゆる方法を用いて調製されたものであり得て、図１～図５Ｘ及び関連する記載のものが挙げられるが、これらに限定されない。多様な実施形態に係る酸化亜鉛、酸化マンガン、炭素ナノ構造体等の多様なナノ構造体は、例えば図５のもの等のあらゆる構造を有し得て、本願全体にわたって記載されているあらゆる方法を用いて調製可能なものであり得て、図１～図５Ｘ及び関連する記載のものが挙げられるが、これらに限定されない。
［活物質がその上に形成された被殻を備えるスーパーキャパシタ電極］
上述のように、電極の表面活物質と電解質との間の界面が、エネルギー貯蔵用のサイトを与える。以下、疑似キャパシタンスを生じさせるように構成された多様な表面活物質を説明する。本願記載のとおり、表面活物質は、被殻上、例えば、被殻の表面上にコーティングを形成し得る。コーティングは、ナノ構造化表面活物質の形態であり得て、例えば本願に記載の関連する方法に従って、スーパーキャパシタの一つ以上の電極の一部として形成され得る。
一部実施形態によると、被殻表面上に形成されたナノ構造化表面活物質は一種以上の金属酸化物を備え、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）、酸化水銀（ＨｇＯ）、酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化銀（Ｉ，ＩＩＩ）（ＡｇＯ）、酸化銀（Ｉ）（Ａｇ２Ｏ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉛（ＩＩ）（ＰｂＯ）、酸化鉛（ＩＩ，ＩＶ）（Ｐｂ２Ｏ３）、二酸化鉛（ＰｂＯ２）、酸化バナジウム（Ｖ）（Ｖ２Ｏ５）、酸化銅（ＣｕＯ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ３）、酸化鉄（ＩＩＩ）（Ｆｅ２Ｏ３）、酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）、酸化鉄（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｆｅ３Ｏ４）、酸化ルビジウム（ＩＶ）（ＲｕＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化イリジウム（ＩＶ）（ＩｒＯ２）、酸化コバルト（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｃｏ３Ｏ４）、二酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、これらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態によると、被殻表面上に形成されたナノ構造化表面活物質は一種以上の金属含有化合物を備え、例えば、オキシ水酸化マンガン（ＩＩＩ）（ＭｎＯＯＨ）、オキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）、ニッケル銀酸化物（ＡｇＮｉＯ２）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、銀鉛酸化物（Ａｇ５Ｐｂ２Ｏ６）、酸化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｏ３）、銀ビスマス酸化物（ＡｇＢｉＯ３）、銀バナジウム酸化物（ＡｇＶ２Ｏ５）、硫化銅（Ｉ）（ＣｕＳ）、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、硫化鉄（ＦｅＳ）、ヨウ化鉛（ＩＩ）（ＰｂＩ２）、硫化ニッケル（Ｎｉ３Ｓ２）、塩化銀（ＡｇＣｌ）、銀クロム酸化物又はクロム酸銀（Ａｇ２ＣｒＯ４）、酸化銅（ＩＩ）リン酸塩（Ｃｕ４Ｏ（ＰＯ４）２）、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、水素化金属合金（例えば、ＬａＣｅＰｒＮｄＮｉＣｏＭｎＡｌ）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４，ＬＥＰ）、過マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リチウムマンガン二酸化物（ＬｉＭｎＯ２）、Ｌｉ（ＮｉＭｎＣｏ）Ｏ２、Ｌｉ（ＮｉＣｏＡｌ）Ｏ２、オキシ水酸化コバルト（ＣｏＯＯＨ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、これらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態によると、被殻表面上に形成されたナノ構造化表面活物質は、混合遷移金属スピネル及び二元金属酸化物を備え、例えば、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＮｉＣｏ２Ｏ４、ＣｕＣｏ２Ｏ４、ＺｎＣｏ２Ｏ４、Ｚｎ２ＳＮＯ４、ＮｉＭｏＯ４、これらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態によると、被殻表面上に形成されたナノ構造化表面活物質は、金属水酸化物を備え、例えば、Ｎｉ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｈ２Ｔｉ３Ｏ７、これらの組み合わせ等が挙げられる。
他の実施形態によると、被殻表面上に形成されたナノ構造化表面活物質は、上記物質の混合物を備え得る。例えば、被殻を覆うことができる物質の組み合わせとして、ＭｎｘＯｙ‐ＣｏｘＯｙ、ＭｎＯ２‐ＮｉＯ／Ｎｉ（ＯＨ）２、ＭｎｘＯｙ‐ＴｉＯ２、ＭｎｘＯｙ‐ＺｎＯ等が挙げられる。
エネルギー貯蔵用のサイトを与える電解質との界面を形成する表面活物質に加えて、スーパーキャパシタの電極は導電性物質も含む。電気絶縁性であり得る被殻に導電性を与えて、上述の電気二重層キャパシタンスや擬似キャパシタンスを可能にすることに加えて、導電性物質は、上述のように高電力用に内部抵抗を低下させ得る。上記化合物のうち一種以上が、一種以上の導電性物質と共に被殻上にコーティングされ得る。導電性物質は一部実施形態において炭素系であり得る。例えば、導電性物質は、多様な炭素化合物のうちの一種以上、例えば、グラフェン、グラファイト、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、フラーレン、カーボンナノファイバ、及び／又はカーボンエアロゲル等を備え得る。
導電性物質は一部実施形態において金属系であり得る。例えば、導電性物質は、金属元素又は化合物、例えば、Ａｇ、Ａｕ、ステンレス鋼、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、及び／又はＡｌ等を備え得る。一部実施形態では、導電性物質は、導電性ポリマー、例えば、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリ（３，４‐エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロール、及び／又は関連ポリマー等を備え得る。
表面活物質と導電性物質を各被殻の表面上に形成し得る多様な実施形態を説明しているが、全ての実施形態が必ずしもこうした特徴を含む訳ではない。本願全体にわたる一部実施形態では、表面活物質と導電性物質は、各被殻の表面に形成されることに加えて又は代えて、被殻層上や被殻層内の被殻同士の間に形成され得る。
活物質がナノ構造化されている多様な実施形態を説明しているが、全ての実施形態が必ずしもこうした特徴を含む訳ではない。本願全体にわたる一部実施形態では、表面活物質は、表面活物質の薄膜の連続又は隣接するネットワークを形成し得る。
［表面活物質として酸化マンガンがその上に形成された被殻を備えるスーパーキャパシタ電極］
スーパーキャパシタ電極（例えば、疑似キャパシタンスを生じさせるように構成された電極）用の表面活物質は、上述の一種以上のマンガン含有化合物、例えば、酸化マンガンを含み得る。マンガン含有化合物は、例えば本願に記載の組成を有し、関連する方法を用いて調製され得る。一部実施形態によると、一つ以上の電極が、表面活物質として酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）、例えば、酸化マンガンナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。一部実施形態では、被殻は、本願記載の方法で酸化マンガンナノ構造体でコーティングされた表面を有する。酸化マンガン、例えば、酸化マンガンナノ粒子でコーティングされた被覆は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略５０～９５重量％、５５～８５重量％、６０～８０重量％、６５～７５重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば、略７０重量％を占め得る。
酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、上述のように導電性物質を追加的に備えることができる。導電性物質は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、１～１３重量％、３～１１重量％、５～９重量％、６～８重量％、例えば、略７重量％の量の導電性カーボンを含むことができる。導電性カーボンは、上述のように導電性を与えるように電極の一部を形成する。導電性カーボンはインクの印刷適性を改善することができる。導電性カーボンは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得る導電性カーボンの一例は、スイスのＴｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ＆Ｃａｒｂｏｎ社製のＴｉｍｃａｌ Ｓｕｐｅｒ６５（登録商標）である。
酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、１～１３重量％、３～１１重量％、５～９重量％、６～８重量％、例えば、略７重量％の量のカーボンナノチューブを追加的に備えることができる。カーボンナノチューブは、導電性を与えるように電極の一部として機能する。カーボンナノチューブはインクの印刷適性を改善することができる。カーボンナノチューブは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得るカーボンナノチューブの一例は、米国のＣｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ社製の多層カーボンナノチューブである。
酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、０．５～１２重量％、１～９重量％、２～６重量％、３～５重量％、例えば略４重量％の量のポリマーバインダーを追加的に備えることができる。ポリマーバインダーは、基板や他の層に対する接着を促進し、層の完全性を促進する（例えば、粒子同士をまとめる）。一つ以上の電極の一部として含まれ得るポリマーバインダーの一例は、ベルギーのＳｏｌｅｆ５１３０というポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。
酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、イオン液体を含む電解質を追加的に備えることができる。イオン液体は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略５～３０重量％、８～２７重量％、１１～２４重量％、１４～２１重量％、１７～２０重量％、例えば略１８重量％の量で存在し得る。イオン液体は、電解質として、又は、電解質の一部として機能することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。
酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、塩を追加的に備えることができ、塩は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～５重量％、１～５重量％、１．５～４．５重量％、２．０～４．０重量％、２．５～３．５重量％、例えば略３重量％の量で溶媒又はイオン液体に溶解され得る。塩はイオン伝導性を改善する添加剤として機能する。塩は、界面構造に寄与することによって高キャパシタンスを促進することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。一つ以上の電極の一部として含まれ得る塩とイオン液体は、本願記載のいずれかの塩やイオン液体であり得る。
一部実施形態では、イオン液体に加えて、又は、イオン液体と塩の組み合わせに加えて、酸化マンガンを備える一つ以上の電極は、乾燥後に残留し得る電解質の溶媒を備え得る。
一部実施形態では、一つ以上の電極は、イオン輸送用の媒体として機能するゲルを備える。ゲルは、電解質を含むことができ、本願に記載されているような溶媒、塩、イオン液体、適切なゲル形成ポリマーやゲル化ポリマーのうち一種以上を含むことができる。
一部実施形態では、ゲルは、被殻の細孔ネットワークを少なくとも部分的に充填することができる。ゲルが細孔ネットワークをほぼ完全に充填する場合、結果物の電極には実質的に空隙を含む細孔が存在しなくなり得る。他方、ゲルが細孔ネットワークを部分的に充填する場合、結果物のセパレータは、空隙を含む細孔を或る程度含み得る。空隙は、存在する場合には、電解質で充填され得る。
一部実施形態では、ゲルが被殻の細孔ネットワークを充填すると、電解質を含むゲルは、被殻の細孔ネットワークを自由に移動せずに、比較的局在化され得る。
［被殻と表面活物質としての酸化亜鉛とを備えるスーパーキャパシタ電極］
スーパーキャパシタ電極（例えば、疑似キャパシタンスを生じさせるように構成された電極）用の活物質は、上述の一種以上の亜鉛含有化合物、例えば、酸化亜鉛を含む。亜鉛含有化合物は、例えば本願に記載の組成を有し、関連する方法を用いて調製され得る。一部実施形態によると、一つ以上の電極が、表面活物質として酸化亜鉛（ＺｎｘＯｙ、例えばＺｎＯ）、例えば、酸化亜鉛ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。一部実施形態では、被殻は、本願記載の方法で酸化亜鉛ナノ構造体でコーティングされた表面を有する。酸化亜鉛、例えば、酸化亜鉛ナノ粒子でコーティングされた被覆は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略２５～９０重量％、３０～８０重量％、３５～７０重量％、４０～６０重量％、４５～５０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば、略４６重量％を占め得る。
酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、上述のように導電性物質を追加的に備えることができる。導電性物質は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、２～１４重量％、４～１３重量％、６～１２重量％、８～１１重量％、例えば１０重量％の量の導電性カーボンを含むことができる。導電性カーボンは、導電性を与えるように電極の一部を形成することができる。導電性カーボンはインクの印刷適性を改善することができる。導電性カーボンは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。導電性カーボンは、上述のように導電性を与えるように電極の一部として機能することができる。導電性カーボンはインクの印刷適性を改善することができる。導電性カーボンは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得る導電性カーボンの一例は、スイスのＴｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ＆Ｃａｒｂｏｎ社製のＴｉｍｃａｌ Ｓｕｐｅｒ６５（登録商標）である。
酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、０．１～１１重量％、０．１～７重量％、０．１～５重量％、１～３重量％、例えば略２重量％の量のカーボンナノチューブを追加的に備えることができる。カーボンナノチューブは、導電性を与えるように電極の一部として機能する。カーボンナノチューブはインクの印刷適性を改善することができる。カーボンナノチューブは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得るカーボンナノチューブの一例は、米国のＣｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ社製の多層カーボンナノチューブである。
酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、０．５～１３重量％、１～１１重量％、２～９重量％、３～７重量％、例えば略５重量％の量のポリマーバインダーを追加的に備えることができる。ポリマーバインダーは、基板や他の層に対する接着を促進し、層の完全性を促進することができる（例えば、粒子同士をまとめる）。一つ以上の電極の一部として含まれ得るポリマーバインダーの一例は、ベルギーのＳｏｌｅｆ５１３０というポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。
酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、イオン液体を含む電解質を追加的に備えることができる。イオン液体は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略１０～５０重量％、１５～５０重量％、２０～４５重量％、２５～４０重量％、３０～３５重量％、例えば３４重量％の量で存在し得る。イオン液体は、電解質として、又は、電解質の一部として機能することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。
酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、塩を追加的に備えることができ、塩は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～５重量％、１～５重量％、１．５～４．５重量％、２．０～４．０重量％、２．５～３．５重量％、例えば略３重量％の量でイオン液体に溶解され得る。塩はイオン伝導性を改善する添加剤として機能することができる。塩は、界面構造に寄与することによって高キャパシタンスを促進することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。
一部実施形態では、イオン液体に加えて、又は、イオン液体と塩の組み合わせに加えて、酸化亜鉛を備える一つ以上の電極は、乾燥後に残留し得る電解質の溶媒を備え得る。
［表面活物質として炭素ナノ構造体がその上に形成された被殻を備えるスーパーキャパシタ電極］
スーパーキャパシタ電極（例えば、ＥＤＬＣを生じさせるように構成された電極）用の活物質は、上述の一種以上の炭素ナノ構造体、例えばＣＮＴを含む。炭素ナノ構造体は、本願に記載の組成を有し、関連する方法を用いて調製され得る。一部実施形態によると、一つ以上の電極が、表面活物質として炭素構造体、例えば、炭素ナノ構造体がその上に形成された被殻を備える。一部実施形態では、被殻は、本願記載の方法で炭素ナノ構造体、例えばＣＮＴでコーティングされた表面を有する。一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略１～５０重量％、１～４０重量％、１～３０重量％、１～２０重量％、５～１５重量％、例えば略１１重量％の量のＣＮＴを備える。カーボンナノチューブは表面活物質の一部として機能することができる。カーボンナノチューブはインクの印刷適性を与えることができる。カーボンナノチューブは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得るカーボンナノチューブの一例は、米国のＣｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ社製の多層カーボンナノチューブである。
カーボンを備える一つ以上の電極は、上述のように導電性物質を追加的に備えることができる。導電性物質は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略１～５０重量％、１～４０重量％、１～３０重量％、１～２０重量％、５～１５重量％、例えば１１重量％の量の導電性カーボンを含むことができる。導電性カーボンは表面活物質の一部を形成することができる。導電性カーボンはインクの印刷適性を与えることができる。導電性カーボンは、結果物のスーパーキャパシタのフレキシビリティを向上させることができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得る導電性カーボンの一例は、スイスのＴｉｍｃａｌ Ｇｒａｐｈｉｔｅ＆Ｃａｒｂｏｎ社製のＴｉｍｃａｌ Ｓｕｐｅｒ６５（登録商標）である。
ＣＮＴを備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～１５重量％、１～１３重量％、３～１１重量％、５～９重量％、例えば略７重量％の量のポリマーバインダーを追加的に備えることができる。ポリマーバインダーは、基板や他の層に対する接着を促進し、層の完全性を促進することができる（例えば、粒子同士をまとめる）。一つ以上の電極の一部として含まれ得るポリマーバインダーの一例は、ベルギーのＳｏｌｅｆ５１３０というポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。
ＣＮＴを備える一つ以上の電極は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略１０～９０重量％、３０～８５重量％、５０～８０重量％、７０～７５重量％、例えば７１重量％の量のイオン液体を追加的に備えることができる。イオン液体は、電解質として、又は、電解質の一部として機能することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。
ＣＮＴを備える一つ以上の電極は、塩を追加的に備えることができ、塩は、電極（例えば、印刷及び乾燥させたままの電極）の全重量を基準として、略０．１～５重量％、１～５重量％、１．５～４．５重量％、２．０～４．０重量％、２．５～３．５重量％、例えば略３重量％の量でイオン液体に溶解され得る。塩はイオン伝導性を改善する添加剤として機能する。塩は、界面構造に寄与することによって高キャパシタンスを促進することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。一つ以上の電極の一部として含まれ得る塩とイオン液体は、本願記載のいずれかの塩やイオン液体であり得る。
一部実施形態では、イオン液体に加えて、又は、イオン液体と塩の組み合わせに加えて、ＣＮＴを備える一つ以上の電極は、乾燥後に残留し得る電解質の溶媒を備え得る。
［スーパーキャパシタセパレータ］
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタはセパレータを更に備える。セパレータは、電極同士の間に介在し得て、電極同士の直接的な接触に起因する短絡を抑制又は防止することができる。セパレータは被殻を含み得る。セパレータは、イオン輸送用の透過膜として機能するように構成され得る。被殻含有セパレータは、低電気抵抗、化学的安定性、及び／又は比較的薄い厚さを提供することができる。被殻は、セパレータ充填材として機能し、また印刷適性を改善し、例えば、印刷中に穴が生じて電極を短絡させることを抑制又は防止する。
被殻含有セパレータは、本願記載のいずれかの構造と組成を有し得て、本願記載のいずれかの方法を用いて調製可能である。
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５を参照すると、各スーパーキャパシタ１４００、１５００は、被殻、例えば精製被殻を備えるセパレータ１４３０を備え、被殻は、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略１０～７０重量％、１３～５５重量％、１６～４５重量％、１９～３５重量％、２０～２５重量、これらの値によって定められる範囲内の値、例えば略２２重量％を占める。精製被殻を形成し、これからセパレータを形成するプロセスとその多様な特性については上述のとおりである。
被殻を備えるセパレータ１４３０は、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略０．１～５重量％、０．５～４重量％、１～３重量％、１．５～２．５重量％、例えば略２重量％の量の熱伝導性添加剤を追加的に備えることができる。熱伝導性添加剤はセパレータ充填材として機能し得る。熱伝導性添加剤は、熱吸収及び／又は熱伝導剤として、例えば、近赤外線（ＮＩＲ）吸収剤として機能し得る。本願において、ＮＩＲ放射は０．７μｍから２．５ｍｍの波長を有し得る。熱伝導性添加剤は、製造中に、例えば、近赤外線（ＮＩＲ）を用いた乾燥プロセス中に効率的に熱を吸収及び／又は伝導し得る。熱伝導性添加剤は、スーパーキャパシタの内部抵抗を減らすことによって、電力を改善し得る。熱伝導性添加剤は、例えば、優れた熱吸収体、優れた熱伝導体、比較的優れた電気絶縁体であり得る。セパレータの一部として含まれ得るこのような熱伝導性添加剤の一例は、米国のＣｈｅａｐ Ｔｕｂｅｓ社製の酸化グラフェン（ＧＯ，ｇｒａｐｈｅｎｅ ｏｘｉｄｅ）である。本発明者は、セパレータを印刷するためのインクに酸化グラフェンを加えると、その結果物のインクが、改善された印刷適性、乾燥中の優れた熱伝導性（乾燥時間を短くする）、スーパーキャパシタの比較的低い内部抵抗を示すことを見出したものであるが、こうした利点の全てが必須という訳ではない。また、ＧＯ等の熱伝導性添加剤は優れた電気絶縁体となり得るので、セパレータが電気絶縁特性を有利に維持する。一部実施形態では、ＧＯは、互いに接触する複数のＧＯシートを備え、隣接したＧＯシートのネットワークを形成する。本発明者は、ＧＯが、印刷セパレータ層等の印刷層の一部として含まれると、ＧＯが、乾燥時間を一桁程度、例えば、数十分間から数十秒間程度に短縮し得ることを見出したものである。
被殻を備えるセパレータは、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略５～２０重量％、５～１５重量％、５～１０重量％、６～８重量％、例えば７重量％の量のポリマーバインダーを追加的に備えることができる。ポリマーバインダーは、基板や他の層への接着を促進し、層の完全性を促進することができる（例えば、粒子同士をまとめる）。セパレータの一部として含まれ得るポリマーバインダーの一例は、ベルギーのＳｏｌｅｆ５１３０というポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）である。
被殻を備えるセパレータは、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略０．５～１０重量％、１．０～７．０重量％、１．５～５．０重量％、２．０～４．０重量％、例えば略３重量％の量のゲル化ポリマーを追加的に備えることができる。ゲル化ポリマーは、イオン液体と共にゲルを形成し得る。セパレータの一部として含まれ得るゲル化ポリマーの一例は、米国のＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ製のポリエチレングリコールである。
一部実施形態では、ゲル化ポリマーは、イオン輸送用の媒体として機能するゲルを形成する。ゲルは被殻の細孔ネットワークを充填することができる。ゲルは、電解質を含むことができ、本願記載の溶媒、塩、イオン液体、適切なゲル形成ポリマーやゲル化ポリマーのうち一種以上を含むことができる。
一部実施形態では、ゲルは、被殻の細孔ネットワークを少なくとも部分的に充填することができる。ゲルが細孔ネットワークを実質的に完全に充填する場合、結果物のセパレータには、空隙を含む細孔が実質的に無いものとなり得る。有利には、実質的に細孔が無いセパレータは、そこを介する粒子の望ましくない移動を防ぐのに有効となり得て、多様な構成要素、例えば、緩くバラバラになり得る被殻及び／又はナノ構造体を有する印刷層に関して特に有利なものとなり得る。
他方、ゲルが細孔ネットワークを部分的に充填する場合、結果物のセパレータは、空隙を含む細孔を或る程度含んだままとなり得て、空隙が電解質で充填され得る。有利には、こうした構成は、高電力用にイオン伝導率を増大させ得る。
一部構成では、電解質を含むゲルは、被殻の細孔ネットワークを充填すると、被殻の細孔ネットワークを自由に移動せずに比較的局在化されたままとなり得る。
被殻を備えるセパレータは、電解質を追加的に備えることができ、その電解質はイオン液体を含み得る。イオン液体は、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略１０～８０重量％、３０～７５重量％、５０～７０重量％、５５～６５重量％、例えば６０重量％の量で存在し得る。イオン液体は、電解質として、又は、電解質の一部として機能することができる。一つ以上の電極の一部して含まれ得るイオン液体の一例は、独国のＩｏＬｉｔｅｃ製のテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）である。
被殻を備えるセパレータは、塩を追加的に備えることができ、塩は、セパレータ（例えば、印刷及び乾燥させたままのセパレータ）の全重量に基づいて、略０．１～８重量％、１～７．５重量％、３．０～７．０重量％、５．０～６．５重量％、５．５～６．５重量、例えば略６重量％の量で電解質中に溶解し得る。塩はイオン伝導性を改善する添加剤として機能することができる。塩は、界面構造に寄与することによって高キャパシタンスを促進することができる。一つ以上の電極の一部として含まれ得る塩の一例は、米国のＳｉｇｍａ Ａｌｄｒｉｃｈ製のテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）である。
上述のように、スーパーキャパシタの電極とセパレータのうち一つ以上を含む多様な構成要素は、インクを用いて有利に印刷可能である。以下、電極とセパレータのうち一つ以上を印刷するのに使用可能なインクの組成を説明する。
有利には、印刷時に、電極とセパレータの各々の厚さは非常に薄くされ得る。セパレータと電極の各々は、１０～５０マイクロメートル、５０～１００マイクロメートル、１００～２００マイクロメートル、２００～３００マイクロメートル、３００～４００マイクロメートル、４００～５００マイクロメートルの厚さ、又はこれらの値によって定められる範囲内の厚さを有し得る。
［スーパーキャパシタ電極用の印刷可能な酸化マンガン含有インクの組成と調製方法］
上述のように、本願記載のスーパーキャパシタの潜在的な利点の一つとして、スーパーキャパシタの一つ以上の層（電極を含む）の印刷適性に起因して製造が比較的簡単で低コストであることが挙げられる。多様な実施形態によると、スーパーキャパシタの一つ以上の電極を形成するのに使用可能な酸化マンガン含有インクは、本願記載のいずれかの構成要素や組成を含むことができ、本願記載のいずれかのＭｎｘＯｙ系インクの調整方法を用いて調製され得る。一部実施形態では、印刷及び乾燥前において、酸化マンガン含有インクは、酸化マンガン含有インクの全重量に基づいて、略２０～７０重量％、２５～６０重量％、３０～５０重量％、３０～４０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば略３４重量％の量で上述の酸化マンガン含有電極の多様な構成要素を含む。
印刷及び乾燥の前において、酸化マンガン含有インクは、酸化マンガン含有インクの残余を構成し得る溶媒を含む。酸化マンガン含有インクは、酸化マンガン含有インクの全重量に基づいて、略３０～８０重量％、４０～７５重量％、５０～７０重量％、６０～７０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば６６重量％の量で溶媒を含む。溶媒の一例は、ｎ‐メチルピロリドンである。
酸化マンガン含有インクは、以下の例示的な方法に従って調製可能である。溶媒とイオン液体とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を混合し（例えば、バイアル中で混合）、その結果物の混合物を超音波処理（例えば、１～１５分間）して、ＣＮＴを分散させ得る。酸化マンガンでコーティングされた被殻を加え、その混合物を、例えば５～３０分間にわたって、ホットプレート上で５０～１５０℃で攪拌し得る。混合物を、１～１０分間にわたって、自転公転攪拌器（例えば、米国のＴｈｉｎｋｙ社製）中において５００～２０００ｒｐｍで更に混合し得る。導電性カーボンを加えて混合し、次いで、Ｌａｂ ｅｇｇで１～１５分間にわたって１５０℃で混合し得る。次いで、溶媒と溶解又は混合可能なポリマーを加え、その混合物を、５～３０分間にわたってホットプレート上で５０～１５０℃で熱を加えながらＬａｂ ｅｇｇ攪拌器で攪拌し得る。その混合物を、例えば、ホットプレート上で及び／又は自転公転攪拌器で１～１５分間にわたって５００～２０００ｒｐｍで更に混合し得る。
［スーパーキャパシタ電極用の印刷可能な酸化亜鉛含有インクの組成と調製方法］
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタの一つ以上の電極を形成するのに使用可能な酸化亜鉛含有インクは、本願記載のいずれかの構成要素や組成を含むことができ、本願記載のいずれかのＺｎＯ系インクの調整方法を用いて調製され得る。一部実施形態では、印刷及び乾燥の前において、酸化亜鉛含有インクは、酸化亜鉛含有インクの全重量に基づいて、略２０～７０重量％、２５～６０重量％、２５～５０重量％、２５～４０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば略２９重量％の量で上述の酸化亜鉛含有電極の多様な構成要素を含む。
印刷及び乾燥の前において、酸化亜鉛含有インクは、酸化亜鉛含有インクの残余を構成し得る溶媒を含む。酸化亜鉛含有インクは、酸化亜鉛含有インクの全重量に基づいて、略３０～８０重量％、４０～７５重量％、５０～７５重量％、６０～７５重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば７１重量％の量で溶媒を含み得る。溶媒の一例は、ｎ‐メチルピロリドンである。
酸化亜鉛含有インクは、以下の例示的な方法に従って調製可能である。溶媒とイオン液体とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を混合し（例えば、バイアル中で混合）、その結果物の混合物を超音波処理（例えば、１～１５分間）して、ＣＮＴを分散させ得る。酸化亜鉛でコーティングされた被殻を加え、その混合物を、例えば１～１５分間にわたって、ホットプレート上で５０～１５０℃で攪拌し、１～１５分間にわたって自転公転攪拌器中において５００～２０００ｒｐｍで更に混合し得る。導電性カーボンを加えて、５０～１５０℃においてホットプレート上で１～１５分間にわたって混合し得る。次いで、溶媒と溶解又は混合可能なポリマーを加え、その混合物を、１～１５分間にわたって５０～１５０℃で攪拌する。その混合物を、例えば、ホットプレート上で及び／又は自転公転攪拌器で１～１５分間にわたって５００～２０００ｒｐｍで更に混合し得る。
［スーパーキャパシタ電極用の印刷可能なカーボンナノチューブ含有インクの組成と調製方法］
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタの一つ以上の電極を形成するのに使用可能なカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）含有インクは、本願記載のいずれかの構成要素や組成を含み得て、本願記載のいずれかのＣＮＴ系インクの調製方法を用いて調製され得る。一部実施形態では、印刷及び乾燥の前において、ＣＮＴ含有インクは、ＣＮＴ含有インクの全重量に基づいて、略１０～８０重量％、１０～６０重量％、１０～４０重量％、１０～３０重量％、これらの値によって定められる範囲内の値、例えば略１８重量％の量で上述のＣＮＴ含有電極の多様な構成要素を含み得る。
印刷及び乾燥の前において、ＣＮＴ含有インクは、ＣＮＴ含有インクの全重量に基づいて、略１０～８０重量％、１０～６０重量％、１０～４０重量％、１０～３０重量％、これらの値によって定められる範囲内に値、例えば略１８重量％の量の溶媒を含み得る。溶媒の一例としてｎ‐メチルピロリドンが挙げられる。
ＣＮＴ含有インクは、以下の例示的な方法に従って調製可能である。溶媒とイオン液体とＣＮＴを互いに混合する（例えばバイアル中で）。その結果物である混合物を１～１５分間にわたって超音波処理してＣＮＴを分散させ得る。次いで、導電性カーボンを加えて、例えば、５０～１５０℃においてホットプレート上で１～１５分間にわたって混合し得る。次いで、溶媒と溶解又は混合可能なポリマーを加え、その混合物を、例えば、ホットプレート上で５０～１５０℃で１～１５分間にわたって攪拌し得る。その混合物を、自転公転攪拌器で１～１５分間にわたって５００～２０００ｒｐｍで更に混合し得る。
［スーパーキャパシタセパレータ用の印刷可能な被殻含有インクの組成と調製方法］
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタのセパレータを形成するのに使用可能な被殻含有インクは、本願記載のいずれかの構成要素や組成を含み得て、本願記載のいずれかの被殻系インクの調製方法を用いて調製可能である。一部実施形態では、印刷及び乾燥の前において、被殻含有インクは、被殻含有インクの全重量に基づいて、略２０～８０重量％、３０～７０重量％、４０～６０重量％、５０～６０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば略５４重量％の量で上述の被殻含有電極の多様な構成要素を含む。
印刷及び乾燥の前において、被殻含有インクは、被殻含有インクの残余を構成し得る溶媒を含む。被殻含有インクは、被殻含有インクの全重量に基づいて、略２０～８０重量％、３０～７０重量％、４０～６０重量％、４０～５０重量％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値、例えば４６重量％の量で溶媒を含み得る。溶媒の一例はテトラメチル尿素である。
被殻含有インクは以下の例示的な方法に従って調製可能である。ゲル化ポリマーとバインダーポリマーを溶媒中に、例えばホットプレート上において５０～１５０℃で溶解させる。酸化グラフェンを電解質及び溶媒と混合し得る。酸化グラフェン混合物を１～１５分間にわたって超音波処理して、溶解させたポリマーと混合し得る。次いで、精製被殻を加えて、その混合物を５～６０分間にわたってホットプレート上で５０～１５０℃において攪拌し得る。
［スーパーキャパシタの電極及び／又はセパレータ用の印刷可能インクの例示的な構成要素］
スーパーキャパシタの一つ以上の層（例えば、電極層及び／又はセパレータ層）を印刷するための印刷可能インクは、精製珪藻被殻を含み得て、その精製珪藻被殻は、本願記載のいずれかの構造と組成を有し得て、本願記載のいずれかの方法を用いて調製可能である。一部実施形態によると、精製珪藻被殻は実質的に未改質であり得る（例えば、精製珪藻被殻の化学的組成は、天然の被殻と実質的に同じ組成を有し得る）。
一つ以上の電極層（例えば、疑似キャパシタとして構成された電極層）を印刷するための印刷可能インクは、本願記載の構成要素や組成を有し得て本願記載の方法を用いて調製可能である酸化亜鉛（ＺｎＯ）でコーティングされた珪藻被殻や、酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ、例えば、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４、ＭｎＯＯＨ、ＭｎＯ２、これらの混合物）でコーティングされた珪藻被殻を備え得る。
一つ以上の電極層（例えば、疑似キャパシタやＥＤＬＣとして構成された電極層）を印刷するための印刷可能インクは、本願記載の構成要素や組成を有し得て本願記載の方法を用いて調製可能であるカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）でコーティングされた珪藻被殻を備え得る。例えば、インクに含まれるＣＮＴは、多様な形態のＣＮＴのうち一種以上を含み得て、特に多層、単層、二層、金属型、半導体型のものが挙げられる。
一つ以上の電極層（例えば、疑似キャパシタやＥＤＬＣとして構成された電極層）を印刷するための印刷可能インクは、本願記載の構成要素や組成を有し得て本願記載の方法を用いて調製可能である一種以上の導電性カーボンを備え得る。例えば、インクに含まれる導電性カーボンとして、特に、グラフェン、グラファイト、カーボンナノオニオン、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノファイバ、アモルファスカーボン、活性炭、木炭、カーボンバッキーボール、カーボンナノバッド（ｎａｎｏｂｕｄ）、熱分解カーボンのうち一種以上が挙げられる。
セパレータを印刷するための印刷可能インクは、一種以上の熱伝導性添加剤、例えば、酸化グラフェンを備え得る。本願においては、関連産業において理解されているように、グラファイトは、数百万層のグラフェンで構成された三次元炭素系物質である。酸化グラファイトは、強酸化剤を用いてグラファイトを酸化させ、グラファイトに酸素化官能性を導入することによって形成された物質を称する。例えば、酸化グラファイトは、層間隔を広げたり、物質を親水性にしたりし得る。酸化グラファイトは、例えば超音波処理を用いた水中において、剥離可能であり、これによって、酸化グラファイトの単層又は数層を備える二次元物質を生成することができ、これが業界及び本願において酸化グラフェン（ＧＯ）と称される。本願記載の多様な実施形態によると、ＧＯは、一層又は一層以上を有するが、略１００枚、５０枚、２０枚、１０枚、５枚未満、これらの値によって定められる範囲内の枚数の層を有する構造を称する。
多様な実施形態によると、ＧＯは、略１対１００、１対２、２対５、５対１０、１０対１５、１５対２０、２０対２５、２５対３０、３０対３５、３５対４０、４０対４５、４５対５０、５０対５５、５５対６０、６０対６５、６５対７０、７０対７５、７５対８０、８０対８５、８５対９０、９０対９５、９５対１００の間の炭素対酸素比、又はこれらの値によって定められる範囲内の比を有し得る。例えば、一部実施形態によると、ＧＯシートは、略２：１から略２０：１や、略５：１から略２０：１の平均炭素対酸素比を有する。
熱伝導性添加剤の他の実施形態も可能である。例えば、熱伝導性添加剤は、窒化ホウ素、酸化ベリリウム、他の熱伝導性誘電体のうちの一種以上を含み得る。
スーパーキャパシタの層を形成するためのインクに含まれる多様な物質（コーティングされた被殻、ＣＮＴ、導電性カーボン、熱伝導性添加剤等）は、１ｎｍから１００マイクロメートルの範囲の粒径を有し得る。
スーパーキャパシタの一つ以上の層（例えば、電極層及び／又はセパレータ層）を印刷するための印刷可能インクは、バインダーを含み得る。バインダーは、本願に記載されているようなインクと電極中のバインダーのいずれかの構成要素と組成を含み得る。使用可能なバインダーの例として、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ，ｓｔｙｒｅｎｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン‐三フッ化エチレン、ポリ四フッ化エチレン、ポリジメチルシロキサン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレングリコールヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンテレフタレートポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルカプロラクタム、ポリ塩化ビニル、ポリイミドポリマー及びコポリマー（脂肪族、芳香族、半芳香族ポリイミド等）、ポリアミド、ポリアクリルアミド、アクリレート及びメタアクリレートポリマー及びコポリマー、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリルブタジエンスチレン、アリルメタクリレート、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリクロロプレン、ポリエーテルスルホン、ナイロン、スチレンアクリロニトリル樹脂、ポリエチレングリコール、粘土、例えば、ヘクトライト粘土、ガラマイト粘土、有機修飾粘土、サッカリドやポリサッカリド、例えば、グアーガム、キサンタンガム、スターチ、ブチルゴム、アガロース、ペクチン、セルロースや変性セルロース、例えば、ヒドロキシルメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルメチルセルロース、メトキシセルロース、メトキシメチルセルロース、メトキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエチルエーテル、キトサン、これらのポリマー前駆体や重合可能前駆体が挙げられる。
スーパーキャパシタの一つ以上の層（例えば、電極層及び／又はセパレータ層）を印刷するための印刷可能インクは、ゲル化ポリマーを含み得る。ゲル化ポリマーは、本願記載のインクと電極中のゲル化ポリマーのいずれかの構成要素と組成を含み得る。使用可能なゲル化ポリマーの例として、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールが挙げられる。
多様な実施形態によると、インクに含まれる全てのポリマーは、適切な化学的安定性、熱的安定性、電気化学的安定性を有し、印刷層として形成可能とされる。
［スーパーキャパシタ用の電解質］
スーパーキャパシタのエネルギー密度（Ｅ）を以下のように表すことができる：
Ｅ＝ＣＶ２／２ 式７
ここで、Ｃはキャパシタンスであり、Ｖは電圧である。スーパーキャパシタが充電可能な電圧は、特に、電解質の電気化学ポテンシャル範囲に依存する。電圧に対するエネルギー密度の高い依存性（電圧の平方根に比例）のため、電解質の電気化学ポテンシャル範囲は、エネルギー密度に顕著な影響を有し得て、場合によっては、キャパシタンスよりもエネルギー密度に大きな影響を有し得る。
典型的な水性電解質の動作電気化学ポテンシャル範囲は１～１．３Ｖである（この電圧を超えると水素／酸素が発生する）。有機系電解質は２．５～２．７Ｖのポテンシャル範囲を有し得る。実質的に高いポテンシャル範囲（例えば、３．５～４．５Ｖ、又はこれ以上）を得るため、一部実施形態に係る電解質はイオン液体を含む。
多様な実施形態によると、スーパーキャパシタに含まれる電解質は、利点として特に、広範な電気化学ポテンシャル範囲（高エネルギー密度用）を有し、高イオン伝導性（低抵抗と高電力）を有し、他の構成要素に対する高い化学的安定性を有し、広範な温度動作範囲を有し、低い揮発性と可燃性を有し、環境に優しく、及び／又は、低コストである。
本願記載のように、電解質は電解質塩（又は酸、塩基）と溶媒を含む。溶媒は水性又は有機であり得る。有利には、溶媒は比較的高い沸点（８０℃を超える）を有し得る。また、実施形態に係る溶媒は、比較的遅い蒸発率を有し、インクの混合及び印刷中の溶媒損失を減らし、またインクの保存可能期間への影響を減らす。また、遅い蒸発率は、スーパーキャパシタの寿命を延ばす。溶媒は、上述の多様なポリマーを溶解するように、又は、インクの一部とポリマー懸濁液を形成するための媒体として機能するように選択され得る。溶媒は、インクのレオロジーを改善するように選択され得る。乾燥層中の一部溶媒の残留物は、スーパーキャパシタの電気的性能を改善することができる。
こうした利点及び／又は他の利点を達成するため、溶媒は、水、アルコール、例えば、メタノール、エタノール、Ｎ‐プロパノール（例えば、１‐プロパノール、２‐プロパノール（イソプロパノール，ＩＰＡ，ｉｓｏｐｒｏｐａｎｏｌ）、１‐メトキシ‐２‐プロパノール等）、ブタノール（例えば、１‐ブタノール、２‐ブタノール（イソブタノール）等）、ペンタノール（例えば、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール等）、ヘキサノール（例えば、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール）、オクタノール、Ｎ‐オクタノール（例えば、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール等）、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ，ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒｆｕｒｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール等； ラクトン、例えば、ブチルラクトン等； エーテル、例えば、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル等； ケトン（ジケトン、シクロケトンを含む）、例えば、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン； エステル、例えば、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩等； 炭酸塩、例えば、炭酸プロピレン等； ポリオール（又は液体ポリオール）、グリセロール、他の高分子ポリオールやグリコール、例えば、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール； テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ，ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ，Ｎ‐ｍｅｔｈｙｌ ｆｏｒｍａｍｉｄｅ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）； 塩化チオニル、塩化スルフリル、二塩基エステル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、これらの組み合わせ等のうち一種以上を含み得る。
有機溶媒は、アセトニトリル、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、酢酸エチル、１，１，１，３，３，３‐ヘキサフルオロ‐２‐プロパノール、アジポニトリル、１，３‐亜硫酸プロピレン、炭酸ブチレン、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、プロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３‐メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ‐ジメチルアセトアミド、Ｎ‐メチルピロリジノン、Ｎ‐メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ”‐ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホン酸塩、３‐スルホン酸メチル、ジメチルスルホキシド、リン酸トリメチル、これらの組み合わせ等のうち一種以上を得組み得る。
一部実施形態に係る電解質は、イオン液体（ＩＬ，ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ）を含む。本願において、ＩＬは、スーパーキャパシタの動作温度において液体状態の塩を称する。例えば、ＩＬは、１００℃未満の温度で液体溶融状態にあるが、これに限定されない。一部のＩＬは、実質的にイオンから成り得て、カチオン、アニオンを含む。ＩＬは、以下の例のカチオンとアニオンの組み合わせを含み得る。
スーパーキャパシタ用のＩＬに含まれ得るカチオンの例として、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、これらの組み合わせ等が挙げられる。
スーパーキャパシタ用のＩＬに含まれ得るアニオンの例として、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、これらの組み合わせ等が挙げられる。
一部実施形態によると、スーパーキャパシタの電解質又はＩＬは、存在している場合には電解質に溶解した又はＩＬに溶解した一種以上の塩を追加的に含む。電解質中の塩はカチオンとアニオンの組み合わせを含む。
塩のカチオンは、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、これらの組み合わせ等のうちの一種以上から選択され得る。
塩のアニオンは、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、これらの組み合わせ等のうちの一種以上から選択され得る。
電解質は、有機塩、無機塩、酸、塩基を含み得る。
有機塩の例として、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、これらの組み合わせ等が挙げられる。
酸の例として、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、これらの組み合わせ等が挙げられる。
塩基の例として、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、これらの組み合わせ等が挙げられる。
無機塩の例として、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、これらの組み合わせ等が挙げられる。
本願に開示されている他の塩、電解質、イオン液体も可能である。
イオン液体は、塩と共に又は無しで、電解質として機能し、及び／又は、電解質の一部として含まれ得る。イオン液体は、非水電解質及び／又は水と共に使用可能である。
多様な実施形態によると、特定の電解質が、ポリマー又は他のマトリクスと混合することによってゲル電解質を形成するように選択可能である。
［スーパーキャパシタの構成］
多様な実施形態に係るスーパーキャパシタの電極とセパレータの幾何学的配置構成は、図７に示される構成のうちのいずれか一つを有し得る。一部実施形態では、スーパーキャパシタの電極は対称に又は非対称に配置され得る。本願において、逆極性を有する電極同士（例えば、カソードとアノード、正極と負極）が対称に構成される場合、両電極が、主にＥＤＬＣとして又は主に疑似キャパシタとして、電荷を貯蔵するように構成される。
本願において、二種の貯蔵機構のうち一方を介して主に電荷を貯蔵するように構成されている電極は、特に、その種の貯蔵機構に主に起因するキャパシタンス値を示す。例えば、電極が電気二重層キャパシタンス機構と疑似キャパシタンス機能のうち一方を介して主にエネルギーを貯蔵するように構成されている場合、正味のキャパシタンス値のうち少なくとも８０％、９０％、９５％、９９％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値が、電気二重層キャパシタンス機構と疑似キャパシタンス機構のうち一方に起因し得る。例えば、表面活物質が（１）ＣＮＴと（２）酸化マンガン及び／又は酸化亜鉛とのうち一方を備え他方を備えない場合、電極は、ＥＤＬＣと疑似キャパシタのうち主に一方として構成され他方としては構成されない。また、表面活物質が（１）ＣＮＴと（２）酸化マンガン及び／又は酸化亜鉛の両方を備える場合、電極は、酸化マンガン及び／又は酸化亜鉛の相対的な量がＣＮＴの相対的な量と比較して少ない場合には主にＥＤＬＣとして構成され、またその逆も同様である。
電極が、電気二重層キャパシタンス機構と疑似キャパシタンス機構の両方を介して実質的にエネルギーを貯蔵するように構成される場合、正味のキャパシタンス値の２０～８０％、３０～７０％、４０～６０％、又はこれらの値によって定められる範囲内の値が、電気二重層キャパシタンス機構と疑似キャパシタンス機構のうち一方から起因し得て、残余は、電気二重層キャパシタンス機構と疑似キャパシタンス機構のうち他方から起因し得る。例えば、表面活物質が（１）ＣＮＴと（２）酸化マンガン及び／又は酸化亜鉛の両方を備える場合、（１）ＣＮＴと（２）酸化マンガン及び／又は酸化亜鉛の両方の相対的な量が各機構に起因するキャパシタンス値の上記パーセンテージの値をもたらす程度に実質的又は有効であると、電極はＥＤＬＣとしても疑似キャパシタとしても実質的に構成され得る。
逆極性を有する電極同士（例えば、カソードとアノード、正極と負極）が非対称に構成される場合、一方の電極がＥＤＬＣと疑似キャパシタとのうち一方として主に電荷を貯蔵するように構成され、他方の電極がＥＤＬＣと疑似キャパシタとのうち他方として主に電荷を貯蔵するように構成される。
逆極性の電極同士が対称に構成される場合、両電極が、同じ種類のナノ構造体を有する被殻を含み得る。例えば、両電極が、酸化亜鉛、例えば酸化亜鉛（ＺｎｘＯｙ、例えばＺｎＯ）ナノ構造体がその上に形成された被殻、酸化マンガン、例えば酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻、及び／又は、カーボン、例えば炭素ナノ構造体（例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ））がその上に形成された被殻を含み得る。逆極性の電極同士が非対称に構成される場合、逆極性の電極同士は、これらのナノ構造体のうち異なるものを有する被殻を含み得る。被殻上に同じ金属酸化物、例えば、ＺｎｘＯｙやＭｎｘＯｙを含む両電極を有する対称的なスーパーキャパシタは主に疑似キャパシタである。被殻上に炭素ナノ構造体、例えば、ＣＮＴを含む両電極を有する対称的なスーパーキャパシタは主にＥＤＬＣである。いずれか一種の遷移金属酸化物を含む第一極性の電極と、遷移金属酸化物を有さず被殻上にＣＮＴを含む第二極性の電極とを有する非対称なスーパーキャパシタ（例えば、第一表面活物質と第二表面活物質が、それぞれＭｎｘＯｙとＣＮＴを含む、それぞれＺｎｘＯｙとＣＮＴを含む）は、一方の電極の疑似キャパシタの特性と他方の電極のＥＤＬＣの特性を組み合わせたハイブリッドキャパシタである。
スーパーキャパシタは、適切な市販のセパレータや、印刷セパレータ、例えば、被殻及び／又酸化グラフェンを備える印刷セパレータを備え得る。
一部実施形態では、スーパーキャパシタは、電解質として機能するイオン液体を備える。一部実施形態では、スーパーキャパシタは、イオン液体と、電解質として機能する塩と溶媒の一方又は両方との組み合わせを備える。一部実施形態では、電解質は実質的にイオン液体から成る。
集電体は、適切な導電体、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ、ステンレス鋼、グラファイト／グラフェン／ＣＮＴ、箔等を備え得る。箔はその一方の側がポリマーでラミネートされ得る。集電体は、印刷された導電性インクから形成され得る。インクは、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、カーボン、カーボンナノチューブ、グラフェン、グラファイト、他の導電性金属、これらの混合物を含み得る。
異なる層が印刷される基板は、導電性又は非導電性であり得る。有利には、本開示のスーパーキャパシタの多様な層は、例えば布に匹敵するフレキシビリティを有するフレキシブル基板上に印刷され得る。基板として、グラファイトペーパー、グラフェンペーパー、ポリエステルフィルム、ポイイミドフィルム、Ａｌ箔、Ｃｕ箔、ステンレス鋼箔、炭素発泡体、ポリカーボネートフィルム、紙、コーティング紙、プラスチックコーティング紙、繊維紙、及び／又は、ボール紙等が挙げられる。
多様な層の印刷後に、スーパーキャパシタを、ラミネーションによって、例えば、保護層の印刷／堆積によって、封止し得る。
スーパーキャパシタはあらゆる適切な形状に印刷可能である。スーパーキャパシタ同士は、電気的に並列に接続されるように、及び／又は電気的に直列に接続されるように印刷可能である。スーパーキャパシタは、印刷電池と並列及び／又は直列に電気的に接続されるように印刷可能である。
有利には、スーパーキャパシタの全厚さは極めて薄くされ得る。基板を含むスーパーキャパシタ全体は、１０～５０マイクロメートル、５０～１００マイクロメートル、１００～２００マイクロメートル、２００～３００マイクロメートル、３００～４００マイクロメートル、４００～５００マイクロメートル、５００～６００マイクロメートル、６００～７００マイクロメートル、７００～８００マイクロメートル、８００～９００マイクロメートル、９００～１０００マイクロメートル、１０００～１２００マイクロメートル、１２００～１４００マイクロメートル、１４００～１６００マイクロメートル、１６００～１８００マイクロメートル、１８００～２０００マイクロメートルの厚さ、又はこれらの値によって定められる範囲内の厚さを有し得る。
［スーパーキャパシタの製造方法］
有利には、上述のインクを用いて、スーパーキャパシタの一層以上、又は全ての層を印刷することができる。スーパーキャパシタの一層以上又は全体を本願記載のいずれかの印刷方法を用いて印刷することができる。一層以上を印刷するのに使用可能な印刷プロセスの例として、適切な印刷手法のうち特に、コーティング、ローリング、スプレー、層化、スピンコーティング、ラミネーション、及び／又は、取り付けプロセス、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、電気光学印刷、電子インク印刷、フォトレジスト印刷や他のレジスト印刷、熱印刷、レーザージェット印刷、磁気印刷、パッド印刷、フレキソ印刷、ハイブリッドオフセットリソグラフィ、グラビア印刷や他の凹版印刷、ダイスロット堆積が挙げられる。
スーパーキャパシタの一層以上を印刷するためのインクは、本願記載のいずれかのインク混合法（攪拌棒での混合、磁気攪拌器での混合、ボルテックス（ボルテックス機を用いる）、シェイキング（振盪）（シェイカー（振盪器）を用いる）、自転公転攪拌、回転、スリーロールミル、ボールミル、超音波処理、乳鉢と乳棒を用いた混合等）で、上述のインクの多様な構成要素を混合することによって調製可能である。
上述のインクを用いて印刷された一層以上（電極及び／又はセパレータ等）を、上述の多様なプロセス、特に、乾燥／硬化法、例えば、短波赤外線（ＩＲ）照射、中波ＩＲ照射、熱気対流オーブン、電子線硬化、近赤外線照射等を用いて処理することができる。対流オーブンやＩＲオーブンを用いて硬化させる場合、層は、５０～２００℃、７５～１７５℃、１００～１５０℃の温度範囲、又はこれらの値によって定められる範囲内の温度に、１～６０分間、２～４０分間、３～１５分間、又はこれらの値によって定められる範囲内の期間にわたって晒される。
上述のインクを用いて印刷された一層以上（電極及び／又はセパレータ等）を、近赤外線（ＮＩＲ）光エネルギーを用いて、そのような光を発生させる光源として構成された適切な機器で、硬化／乾燥させることができる。使用可能な機器の一例は、Ａｄｐｈｏｓ Ｇｒｏｕｐ社から入手可能である。印刷層を乾燥／硬化させるのにＮＩＲ光エネルギーを用いることは、ＩＲオーブンや対流オーブンを用いた乾燥時間よりも、例えば一桁程（例えば、分単位ではなく秒単位で）短い乾燥時間という利点を含み得る。本発明者は、ＮＩＲ放射が印刷層深くに効果的且つ速やかに侵入することによって、印刷層の厚さ全体から溶媒を効果的且つ速やかに除去することを見出したものである。ＮＩＲ放射を用いる場合に印刷層の更なる高速乾燥を促進するため、熱吸収粒子を印刷層用のインクに含めることによって、乾燥プロセスの効率を更に改善することができる。電極等一部の印刷層では、印刷電極層に含まれるＣＮＴ、ＭｎｘＯｙ、ＺｎｘＯｙ等の表面活物質や、他の導電性カーボンが熱吸収粒子として機能して、印刷層の乾燥を促進することができる。セパレータ等の一部の印刷層では、熱伝導性添加剤として酸化グラフェン（ＧＯ）を加えて、熱吸収粒子として機能させて、印刷層の乾燥を促進させ得る。本願に記載のとおり、ＧＯ等の熱伝導性添加剤は良好な電気絶縁体であり得るので、セパレータは、熱吸収体として機能しながら、電気絶縁特性を有利に維持する。本発明者は、ＧＯが、印刷セパレータ層等の印刷層の一部として含まれる場合、ＧＯが乾燥時間を、一桁程、例えば、数十分間から数十秒間に短縮し得ることを見出したものである。ＮＩＲ放射を用いる場合は、１～６０秒間、１～４５秒間、１～３０秒間の期間、又はこれらの値によって定められる範囲内の期間で層を乾燥／硬化させることができ、これは、他の光源、例えばＩＲ光源を用いた場合の乾燥／硬化時間よりも顕著に短い。
［スーパーキャパシタの実験的性能］
図１６Ａと図１６Ｂは、逆極性の両電極の各々が酸化亜鉛（ＺｎｘＯｙ、例えば、ＺｎＯ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、スーパーキャパシタが疑似キャパシタとして構成されているという対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的測定結果を示す。図１６Ａは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは１ｍＡで充放電され、充電時間は５００秒であった。測定されたキャパシタンスは略０．０６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。図１６Ｂは、図１６Ａに示されるのと同様のキャパシタに対して測定された充放電曲線を示し、スーパーキャパシタは１０ｍＡのより高い電流で充放電された。充電用のカットオフ電圧は３Ｖであった。測定されたキャパシタンスは略０．０４Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１７Ａ～図１７Ｄは、逆極性の両電極の各々が酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、スーパーキャパシタが疑似キャパシタとして構成されているという対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的測定結果を示す。図１７Ａは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは２ｍＡで充放電され、充電時間は５００秒であった。測定されたキャパシタンスは略０．１４Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１７Ｂは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは４０ｍＡで３秒間にわたって充電され、０．４ｍＡで放電された。測定された平均キャパシタンスは略０．０６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。キャパシタンス値がサイクルと共に増大することが観測された。数サイクルのみが示されているが、キャパシタは１０００回のサイクルを劣化せずに経ることに成功した。図示されているように、キャパシタは比較的速やかに充電されることが実証されており、これは、上述のように電池に対するスーパーキャパシタの有利な特性である。
図１７Ｃは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは４０ｍＡで３秒間にわたって充電され、０．４ｍＡで放電された。測定された平均キャパシタンスは略０．０５５Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。一回のサイクル（３３０回目のサイクル）のみが例示目的で示されているが、キャパシタは１０００回を超えるサイクルを実質的に劣化せずに経ることに成功した。
図１７Ｄは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは４０ｍＡで３秒間にわたって充電され、０．４ｍＡで放電された。測定された平均キャパシタンスは略０．０６１Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。一回のサイクル（１０００回目のサイクル）のみが例示目的で示されているが、キャパシタは１０００回を超えるサイクルを実質的に劣化せずに経ることに成功した。
図１８Ａ～図１８Ｅは、逆極性の両電極のうち一方が酸化マンガン（ＭｎｘＯｙ）ナノ構造体がその上に形成された被殻を備え、他方の電極がＣＮＴがその上に形成された被殻を備え、スーパーキャパシタがハイブリッドスーパーキャパシタとして構成されているという非対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的測定結果を示す。０．０１～１Ａ／ｇの比電流において１００～３４０Ｆ／ｇという比キャパシタンス（Ｃｓｐ）（測定されたキャパシタンスに比表面積を乗じたものとして定義される）が、表面活物質の量に基づいて求められた。
図１８Ａは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは２Ｖの一定電圧で３０分間にわたって充電され、２ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略２．２１Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１８Ｂは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは２Ｖの一定電圧で３０分間にわたって充電され、２ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略３．２６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１８Ｃは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは３Ｖの一定電圧で３０分間にわたって充電され、２ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略３．８６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１８Ｄは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは０．１Ａで２秒間にわたって充電され、１ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略１．３６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。図示されているとおり、キャパシタは比較的速やかに充電され、これは、上述のように電池に対するスーパーキャパシタの有利な特性である。
図１８Ｅは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは２秒間にわたって２ｍＡで４．５Ｖに充電され、１ｍＡで放電された。計算用のカットオフ電圧は２Ｖであった。図示されているとおり、キャパシタは比較的速やかに充電され、これは、上述のように電池に対するスーパーキャパシタの有利な特性である。
図１９Ａ～図１９Ｂは、逆極性を有する両電極の各々がＣＮＴがその上に形成された被殻を備え、スーパーキャパシタが二重層スーパーキャパシタとして構成されているという対称な印刷電極を有するスーパーキャパシタに対して行われた実験的測定結果を示す。比キャパシタンス（Ｃｓｐ）は、表面活物質の量に基づき０．０１～１Ａ／ｇの比電流において５０～１００Ｆ／ｇであった。
図１９Ａは、正方形の電極（１．６ｃｍ×１．６ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された充放電曲線を示す。キャパシタは１ｍＡで５００秒間にわたって充電され、１ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略０．０８Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
図１９Ｂは、正方形の電極（２．５４ｃｍ×２．５４ｃｍ）を有するスーパーキャパシタに対して測定された放電曲線を示す。キャパシタは５ｍＡにおいて３Ｖに充電され、５ｍＡで放電された。測定されたキャパシタンスは略０．０６Ｆであった。計算用のカットオフ電圧は１Ｖであった。
［例示的な実施形態］
以下の例示的な実施形態は、本願で開示される特徴の組み合わせとして可能な並びの一部を示すが、他の特徴の組み合わせの並びも可能である。
１．印刷エネルギー貯蔵デバイスであって、
第一電極と、
第二電極と、
第一電極と第二電極との間のセパレータと、を備え、第一電極と第二電極とセパレータとのうち少なくとも一つが被殻含む、デバイス。
２．セパレータが被殻を含む、実施形態１に記載のデバイス。
３．第一電極が被殻を含む、実施形態１又は２に記載のデバイス。
４．第二電極が被殻を含む、実施形態１から３のいずれかに記載のデバイス。
５．被殻が実質的に均一な性質を有する、実施形態１から４のいずれかに記載のデバイス。
６．性質が形状を備える、実施形態５に記載のデバイス。
７．形状が円筒、球、円板、又は角柱を備える、実施形態６に記載のデバイス。
８．性質が寸法を備える、実施形態５から７のいずれかに記載のデバイス。
９．寸法が直径を備える、実施形態８に記載のデバイス。
１０．直径が略２μｍから略１０μｍまでの範囲内にある、実施形態９に記載のデバイス。
１１．寸法が長さを備える、実施形態８に記載のデバイス。
１２．長さが略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態９に記載のデバイス。
１３．寸法が最長軸を備える、実施形態８に記載のデバイス。
１４．最長軸が略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態９に記載のデバイス。
１５．性質が多孔率を備える、実施形態５から１４のいずれかに記載のデバイス。
１６．多孔率が略２０％から略５０％までの範囲内にある、実施形態１５に記載のデバイス。
１７．性質が機械的強度を備える、実施形態５から１６のいずれかに記載のデバイス。
１８．被殻が表面改質構造体を備える、実施形態１から１７のいずれかに記載のデバイス。
１９．表面改質構造体が導電性物質を含む、実施形態１８に記載のデバイス。
２０．導電性物質が、銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態１９に記載のデバイス。
２１．表面改質構造体が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態１８から２１のいずれかに記載のデバイス。
２２．表面改質構造体が半導体を含む、実施形態１８から２１のいずれかに記載のデバイス。
２３．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態２２に記載のデバイス。
２４．表面改質構造体が、ナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える、実施形態１８から２３のいずれかに記載のデバイス。
２５．表面改質構造体が被殻の外部表面上に存在している、実施形態１８から２４のいずれかに記載のデバイス。
２６．表面改質構造体が被殻の内部表面上に存在している、実施形態１８から２５のいずれかに記載のデバイス。
２７．被殻が表面改質物質を備える、実施形態１から２６のいずれかに記載のデバイス。
２８．表面改質物質が導電性物質を含む、実施形態２７に記載のデバイス。
２９．導電性物質が銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態２８に記載のデバイス。
３０．表面改質物質が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態２７から２９のいずれかに記載のデバイス。
３１．表面改質物質が半導体を含む、実施形態２７から３０のいずれかに記載のデバイス。
３２．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態３１に記載のデバイス。
３３．表面改質物質が被殻の外部表面上に存在している、実施形態２７から３２のいずれかに記載のデバイス。
３４．表面改質物質が被殻の内部表面上に存在している、実施形態２７から３３のいずれかに記載のデバイス。
３５．第一電極が導電性充填材を備える、実施形態１から３４のいずれかに記載のデバイス。
３６．第二電極が導電性充填材を備える、実施形態１から３５のいずれかに記載のデバイス。
３７．導電性充填材がグラファイト状炭素を備える、実施形態３５又は３６に記載のデバイス。
３８．導電性充填材がグラフェンを備える、実施形態３５から３７のいずれかに記載のデバイス。
３９．第一電極が接着物質を備える、実施形態１から３８のいずれかに記載のデバイス。
４０．第二電極が接着物質を備える、実施形態１から３９のいずれかに記載のデバイス。
４１．セパレータが接着物質を備える、実施形態１から４０のいずれかに記載のデバイス。
４２．接着物質がポリマーを備える、実施形態３９から４１のいずれかに記載のデバイス。
４３．セパレータが電解質を備える、実施形態１から４２のいずれかに記載のデバイス。
４４．電解質がイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える、実施形態４３に記載のデバイス。
４５．電解質が電解質ゲルを備える、実施形態４３又は４４に記載のデバイス。
４６．第一電極と電気的にやりとりする第一集電体を更に備える実施形態１から４５のいずれかに記載のデバイス。
４７．第二電極と電気的にやりとりする第二集電体を更に備える実施形態１から４６のいずれかに記載のデバイス。
４８．印刷エネルギー貯蔵デバイスがキャパシタを備える、実施形態１から４７のいずれかに記載のデバイス。
４９．印刷エネルギー貯蔵デバイスがスーパーキャパシタを備える、実施形態１から４７のいずれかに記載のデバイス。
５０．印刷エネルギー貯蔵デバイスが電池を備える、実施形態１から４７のいずれかに記載のデバイス。
５１．互いの上に積層された複数の実施形態１から５０のいずれかに記載のデバイスを備えるシステム。
５２．実施形態１から５０のいずれかに記載のデバイス又は実施形態５１に記載のシステムを備える電気デバイス。
５３．印刷エネルギー貯蔵デバイス用の膜であって、被殻を備える膜。
５４．被殻が実質的に均一な性質を有する、実施形態５３に記載の膜。
５５．性質が形状を備える、実施形態５４に記載の膜。
５６．形状が円筒、球、円板、又は角柱を備える、実施形態５５に記載の膜。
５７．性質が寸法を備える、実施形態５４から５６のいずれかに記載の膜。
５８．寸法が直径を備える、実施形態５７に記載の膜。
５９．直径が略２μｍから略１０μｍまでの範囲内にある、実施形態５８に記載の膜。
６０．寸法が長さを備える、実施形態５４から５９のいずれかに記載の膜。
６１．長さが略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態６０に記載の膜。
６２．寸法が最長軸を備える、実施形態５４から６１のいずれかに記載の膜。
６３．最長軸が略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態６２に記載の膜。
６４．性質が多孔率を備える、実施形態５４から６３のいずれかに記載の膜。
６５．多孔率が略２０％から略５０％までの範囲内にある、実施形態６４に記載の膜。
６６．性質が機械的強度を備える、実施形態５４から６６のいずれかに記載の膜。
６７．被殻が表面改質構造体を備える、実施形態５３から６６のいずれかに記載の膜。
６８．表面改質構造体が導電性物質を含む、実施形態６７に記載の膜。
６９．導電性物質が銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態６８に記載の膜。
７０．表面改質構造体が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態６７から６９のいずれかに記載の膜。
７１．表面改質構造体が半導体を含む、実施形態６７から７０のいずれかに記載の膜。
７２．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態７１に記載の膜。
７３．表面改質構造が、ナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える、実施形態６７から７２のいずれかに記載の膜。
７４．表面改質構造体が被殻の外部表面上に存在している、実施形態６７から７３のいずれかに記載の膜。
７５．表面改質構造体が被殻の内部表面上に存在している、実施形態６７から７４のいずれかに記載の膜。
７６．被殻が表面改質物質を備える、実施形態５３から７５のいずれかに記載の膜。
７７．表面改質物質が導電性物質を含む、実施形態７６に記載の膜。
７８．導電性物質が銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態７７に記載の膜。
７９．表面改質物質が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態７６から７８のいずれかに記載の膜。
８０．表面改質物質が半導体を含む、実施形態７６から７９のいずれかに記載の膜。
８１．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態８０に記載の膜。
８２．表面改質物質が被殻の外部表面上に存在している、実施形態７６から８１のいずれかに記載の膜。
８３．表面改質物質が被殻の内部表面上に存在している、実施形態７６から８２のいずれかに記載の膜。
８４．導電性充填材を更に備える実施形態５３から８３のいずれかに記載の膜。
８５．導電性充填材がグラファイト状炭素を備える、実施形態８４に記載の膜。
８６．導電性充填材がグラフェンを備える、実施形態８４又は８５に記載の膜。
８７．接着物質を更に備える実施形態５３から８６のいずれかに記載の膜。
８８．接着物質がポリマーを備える、実施形態８７に記載の膜。
８９．電解質を更に備える実施形態５３から８８のいずれかに記載の膜。
９０．電解質がイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える、実施形態８９に記載の膜。
９１．電解質が電解質ゲルを備える、実施形態８９又は９０に記載の膜。
９２．実施形態５３から９１のいずれかに記載の膜を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
９３．印刷エネルギー貯蔵デバイスがキャパシタを備える、実施形態９２に記載のデバイス。
９４．印刷エネルギー貯蔵デバイスがスーパーキャパシタを備える、実施形態９２に記載のデバイス。
９５．印刷エネルギー貯蔵デバイスが電池を備える、実施形態９２に記載のデバイス。
９６．互いの上に積層させた複数の実施形態９２から９５のいずれかに記載のデバイスを備えるシステム。
９７．実施形態９２から９５のいずれかのデバイス又は実施形態９６に記載のシステムを備える電気デバイス。
９８．印刷エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一電極を形成することと、
第二電極を形成することと、
第一電極と第二電極との間にセパレータを形成することと、を備え、第一電極と第二電極とセパレータとのうち少なくとも一つが被殻を含む、方法。
９９．セパレータが被殻を含む、実施形態９８に記載の方法。
１００．セパレータを形成することが、被殻を含む分散体を形成することを含む、実施形態９９に記載の方法。
１０１．セパレータを形成することが、セパレータをスクリーン印刷することを含む、実施形態９９又は１００に記載の方法。
１０２．セパレータを形成することが、被殻を含む膜を形成することを含む、実施形態９９に記載の方法。
１０３．セパレータを形成することが、セパレータを含む膜をロールツーロール印刷することを含む、実施形態１０２に記載の方法。
１０４．第一電極が被殻を含む、実施形態９８から１０３のいずれかに記載の方法。
１０５．第一電極を形成することが、被殻を含む分散体を形成することを含む、実施形態１０４に記載の方法。
１０６．第一電極を形成することが、第一電極をスクリーン印刷することを含む、実施形態１０４又は１０５に記載の方法。
１０７．第一電極を形成することが、被殻を含む膜を形成することを含む、実施形態１０４に記載の方法。
１０８．第一電極を形成することが、第一電極を含む膜をロールツーロール印刷することを含む、実施形態１０７に記載の方法。
１０９．第二電極が被殻を含む、実施形態９８から１０８のいずれかに記載の方法。
１１０．第二電極を形成することが、被殻を含む分散体を形成することを含む、実施形態１０９に記載の方法。
１１１．第二電極を形成することが、第二電極をスクリーン印刷することを含む、実施形態１０９又は１１０に記載の方法。
１１２．第二電極を形成することが、被殻を含む膜を形成することを含む、実施形態１０９に記載の方法。
１１３．第二電極を形成することが、第二電極を含む膜をロールツーロール印刷することを含む、実施形態１１２に記載の方法。
１１４．性質に従って被殻を分類することを更に更に備える実施形態９８から１１３のいずれかに記載の方法。
１１５．性質が形状と寸法と物質と多孔率とのうち少なくとも一つを備える、実施形態１１４に記載の方法。
１１６．溶液と、
溶液中に分散した被殻と、を備えるインク。
１１７．被殻が実質的に均一な性質を有する、実施形態１１６に記載のインク。
１１８．性質が形状を備える、実施形態１１７に記載のインク。
１１９．形状が円筒、球、円板、又は角柱を備える、実施形態１１８に記載のインク。
１２０．性質が寸法を備える、実施形態１１７から１１９のいずれかに記載のインク。
１２１．寸法が直径を備える、実施形態１２０に記載のインク。
１２２．直径が略２μｍから略１０μｍまでの範囲内にある、実施形態１２０に記載のインク。
１２３．寸法が長さを備える、実施形態１１７から１２２のいずれかに記載のインク。
１２４．長さが略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態１２３に記載のインク。
１２５．寸法が最長軸を備える、実施形態１１７から１２４のいずれかに記載のインク。
１２６．最長軸が略５μｍから略２０μｍまでの範囲内にある、実施形態１２５に記載のインク。
１２７．性質が多孔率を備える、実施形態１１７から１２６のいずれかに記載のインク。
１２８．多孔率が略２０％から略５０％までの範囲内にある、実施形態１２７に記載のインク。
１２９．性質が機械的強度を備える、実施形態１１７から１２８のいずれかに記載のインク。
１３０．被殻が表面改質構造体を備える、実施形態１１６から１２９のいずれかに記載のインク。
１３１．表面改質構造体が導電性物質を含む、実施形態１３０に記載のインク。
１３２．導電性物質が銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態１３１に記載のインク。
１３３．表面改質構造体が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態１３０から１３２のいずれかに記載のインク。
１３４．表面改質構造体が半導体を含む、実施形態１３０から１３３のいずれかに記載のインク。
１３５．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態１３４に記載のインク。
１３６．表面改質構造体が、ナノワイヤと、ナノ粒子と、ロゼット形状を有する構造体とのうち少なくとも一種を備える、実施形態１３０から１３５のいずれかに記載のインク。
１３７．表面改質構造体が被殻の外部表面上に存在している、実施形態１３０から１３６のいずれかに記載のインク。
１３８．表面改質構造体が被殻の内部表面上に存在している、実施形態１３０から１３７のいずれかに記載のインク。
１３９．被殻が表面改質物質を備える、実施形態１１６から１３８のいずれかに記載のインク。
１４０．表面改質物質が導電性物質を含む、実施形態１３９に記載のインク。
１４１．導電性物質が銀とアルミニウムとタンタルと銅とリチウムとマグネシウムと黄銅とのうち少なくとも一種を含む、実施形態１４０に記載のインク。
１４２．表面改質物質が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む、実施形態１３９から１４１のいずれかに記載のインク。
１４３．表面改質物質が半導体を含む、実施形態１３９から１４２のいずれかに記載のインク。
１４４．半導体がシリコンとゲルマニウムとシリコンゲルマニウムとヒ化ガリウムとのうち少なくとも一種を含む、実施形態１４３に記載のインク。
１４５．表面改質物質が被殻の外部表面上に存在している、実施形態１３９から１４４のいずれかに記載のインク。
１４６．表面改質物質が被殻の内部表面上に存在している、実施形態１３９から１４５のいずれかに記載のインク。
１４７．導電性充填材を更に備える実施形態１１６から１４６のいずれかに記載のインク。
１４８．導電性充填材がグラファイト状炭素を備える、実施形態１４７に記載のインク。
１４９．導電性充填材がグラフェンを備える、実施形態１４７又は１４８に記載のインク。
１５０．接着物質を更に備える実施形態１１６から１４９のいずれかに記載のインク。
１５１．接着物質がポリマーを備える、実施形態１５０に記載のインク。
１５２．電解質を更に備える実施形態１１６から１５１のいずれかに記載のインク。
１５３．電解質がイオン液体と酸と塩基と塩とのうち少なくとも一種を備える、実施形態１５２に記載のインク。
１５４．電解質が電解質ゲルを備える、実施形態１５２又は１５３に記載のインク。
１５５．実施形態１１６から１５４のいずれかに記載のインクを備えるデバイス。
１５６．デバイスが印刷エネルギー貯蔵デバイスを備える、実施形態１５５に記載のデバイス。
１５７．印刷エネルギー貯蔵デバイスがキャパシタを備える、実施形態１５６に記載のデバイス。
１５８．印刷エネルギー貯蔵デバイスがスーパーキャパシタを備える、実施形態１５６に記載のデバイス。
１５９．印刷エネルギー貯蔵デバイスが電池を備える、実施形態１５６に記載のデバイス。
１６０．珪藻被殻部分を抽出する方法であって、
分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることと、
有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することと、
表面活性剤中に複数の珪藻被殻部分を分散させ、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、
ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することと、を備える方法。
１６１．少なくとも一つの共通の特性が寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一種を備える、実施形態１６０に記載の方法。
１６２．寸法が長さと直径とのうち少なくとも一方を備える、実施形態１６１に記載の方法。
１６３．固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備える、実施形態１６０から１６２のいずれかに記載の方法。
１６４．固体混合物の粒子寸法を低減することを更に備える実施形態１６３に記載の方法。
１６５．固体混合物の粒子寸法を低減することが、分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることの前である、実施形態１６４に記載の方法。
１６６．粒子寸法を低減することが、固体混合物をすり潰すことを備える、実施形態１６４又は１６５に記載の方法。
１６７．固体混合物をすり潰すことが、乳鉢及び乳棒とジャーミルと岩石粉砕機とのうち少なくとも一つを固体混合物に適用することを備える、実施形態１６６に記載の方法。
１６８．複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出することを更に備える実施形態１６３から１６７のいずれかに記載の方法。
１６９．固体混合物の成分を抽出することが、固体混合物を篩分けすることを備える、実施形態１６８に記載の方法。
１７０．固体混合物を篩分けすることが、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態１６９に記載の方法。
１７１．固体混合物を篩分けすることが、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態１６９に記載の方法。
１７２．複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを更に備える実施形態１６０から１７１のいずれかに記載の方法。
１７３．第一珪藻被殻部分が複数の破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態１７２に記載の方法。
１７４．第二珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態１７２又は１７３に記載の方法。
１７５．分類が、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備える、実施形態１７２から１７４のいずれかに記載の方法。
１７６．濾過が複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備える、実施形態１７５に記載の方法。
１７７．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、攪拌を備える、実施形態１７６に記載の方法。
１７８．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、振盪を備える、実施形態１７６又は１７７に記載の方法。
１７９．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、バブリングを備える、実施形態１７６から１７８のいずれかに記載の方法。
１８０．濾過が、複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを備える、実施形態１７５から１７９のいずれかに記載の方法。
１８１．篩が略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する、実施形態１８０に記載の方法。
１８２．篩が略７マイクロメートルのメッシュサイズを有する、実施形態１８０に記載の方法。
１８３．洗浄した珪藻被殻部分を得ることを更に備える実施形態１６０から１８２のいずれかに記載の方法。
１８４．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の第一被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態１８３に記載の方法。
１８５．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態１８３又は１８４に記載の方法。
１８６．洗浄溶媒を除去することを更に備える実施形態１８４又は１８５に記載の方法。
１８７．洗浄溶媒を除去することが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態１８６に記載の方法。
１８８．洗浄溶媒を除去することが、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態１８６又は１８７に記載の方法。
１８９．沈降が遠心分離を備える、実施形態１８７又は１８８に記載の方法。
１９０．遠心分離が大規模処理に適した遠心分離を適用することを備える、実施形態１８９に記載の方法。
１９１．遠心分離が、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一つを適用することを備える、実施形態１９０に記載の方法。
１９２．分散溶媒及び洗浄溶媒のうち少なくとも一方が水を備える実施形態１８４から１９１のいずれかに記載の方法。
１９３．分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることと表面活性剤中に複数の珪藻被殻部分を分散させることとのうち少なくとも一方が、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備える、実施形態１６０から１９２のいずれかに記載の方法。
１９４．表面活性剤がカチオン性表面活性剤を備える、実施形態１６０から１９３のいずれかに記載の方法。
１９５．カチオン性表面活性剤が、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態１９４に記載の方法。
１９６．表面活性剤が非イオン性表面活性剤を備える、実施形態１６０から１９５のいずれかに記載の方法。
１９７．非イオン性表面活性剤が、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備える、実施形態１９６に記載の方法。
１９８．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることを更に備える実施形態１６０から１９７のいずれかに記載の方法。
１９９．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの前である、実施形態１９８に記載の方法。
２００．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの後である、実施形態１９８に記載の方法。
２０１．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることと少なくとも部分的に同時である、実施形態１９８に記載の方法。
２０２．添加成分が、塩化カリウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、及び、水酸化ナトリウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態１９８から２０１のいずれかに記載の方法。
２０３．複数の珪藻被殻部分を分散させることが、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備える、実施形態１６０から２０２のいずれかに記載の方法。
２０４．有機汚染物質を除去することが、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態１６０から２０３のいずれかに記載の方法。
２０５．漂白剤が過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を備える、実施形態２０４に記載の方法。
２０６．加熱が、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水素を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２０５に記載の方法。
２０７．加熱が、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２０４から２０６のいずれかに記載の方法。
２０８．有機汚染物質を除去することが、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備える、実施形態１６０から２０７のいずれかに記載の方法。
２０９．無機汚染物質を除去することが、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備える、実施形態１６０から２０８のいずれかに記載の方法。
２１０．混ぜることが、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を混合することを備える、実施形態２０９に記載の方法。
２１１．混合が略２０分から略４０分の持続期間にわたる、実施形態２１０に記載の方法。
２１２．珪藻被殻部分を抽出する方法であって、
ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することを備える方法。
２１３．分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることを更に備える実施形態２１２に記載の方法。
２１４．有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することを更に備える実施形態２１２又は２１３に記載の方法。
２１５．表面活性剤中に複数の珪藻被殻部分を分散させて、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することを更に備える、実施形態２１２から２１４のいずれかに記載の方法。
２１６．少なくとも一つの共通の特性が、寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一つを備える、実施形態２１２から２１５のいずれかに記載の方法。
２１７．寸法が長さと直径とのうち少なくとも一方を備える、実施形態２１６に記載の方法。
２１８．固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備える、実施形態２１２から２１７のいずれかに記載の方法。
２１９．固体混合物の粒子寸法を低減することを更に備える実施形態２１８に記載の方法。
２２０．固体混合物の粒子寸法を低減することが、分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることの前である、実施形態２１９に記載の方法。
２２１．粒子寸法を低減することが固体混合物をすり潰すことを備える、実施形態２１９又は２２０に記載の方法。
２２２．固体混合物をすり潰すことが、乳鉢及び乳棒とジャーミルと岩石粉砕機とのうち少なくとも一つを固体混合物に適用することを備える、実施形態２２１に記載の方法。
２２３．複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出することを更に備える実施形態２１９から２２２のいずれかに記載の方法。
２２４．固体混合物の成分を抽出することが、固体混合物を篩分けすることを備える、実施形態２２３に記載の方法。
２２５．固体混合物を篩分けすることが、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態２２４に記載の方法。
２２６．固体混合物を篩分けすることが、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態２２４に記載の方法。
２２７．複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを更に備える実施形態２１２から２２６のいずれかに記載の方法。
２２８．第一珪藻被殻部分が複数の破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態２２７に記載の方法。
２２９．第二珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態２２７又は２２８に記載の方法。
２３０．分類が、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備える、実施形態２２７から２２９のいずれかに記載の方法。
２３１．濾過が複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備える、実施形態２３０に記載の方法。
２３２．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、攪拌を備える、実施形態２３１に記載の方法。
２３３．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、振盪を備える、実施形態２３１又は２３２に記載の方法。
２３４．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、バブリングを備える、実施形態２３１から２３３のいずれかに記載の方法。
２３５．濾過が、複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを備える、実施形態２３０から２３４のいずれかに記載の方法。
２３６．篩が略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する、実施形態２３５に記載の方法。
２３７．篩が略７マイクロメートルのメッシュサイズを有する、実施形態２３５に記載の方法。
２３８．洗浄した珪藻被殻部分を得ることを更に備える実施形態２１２から２３７のいずれかに記載の方法。
２３９．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の第一被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態２３８に記載の方法。
２４０．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態２３８又は２３９に記載の方法。
２４１．洗浄溶媒を除去することを更に備える実施形態２３９又は２４０に記載の方法。
２４２．洗浄溶媒を除去することが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態２４１に記載の方法。
２４３．洗浄溶媒を除去することが、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態２４１又は２４２に記載の方法。
２４４．沈降が遠心分離を備える、実施形態２４２又は２４３に記載の方法。
２４５．遠心分離が大規模処理に適した遠心分離を適用することを備える、実施形態２４４に記載の方法。
２４６．遠心分離が、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一つを適用することを備える、実施形態２４５に記載の方法。
２４７．分散溶媒及び洗浄溶媒のうち少なくとも一方が水を備える、実施形態２４０から２４６のいずれかに記載の方法。
２４８．分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることと表面活性剤中に複数の珪藻被殻部分を分散させることとのうち少なくとも一方が、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備える、実施形態２１５から２４７のいずれかに記載の方法。
２４９．表面活性剤がカチオン性表面活性剤を備える、実施形態２１５から２４８のいずれかに記載の方法。
２５０．カチオン性表面活性剤が、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態２４９に記載の方法。
２５１．表面活性剤が非イオン性表面活性剤を備える、実施形態２１２から２５０のいずれかに記載の方法。
２５２．非イオン性表面活性剤が、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備える、実施形態２５１に記載の方法。
２５３．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることを更に備える実施形態２１２から２５２のいずれかに記載の方法。
２５４．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの前である、実施形態２５３に記載の方法。
２５５．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの後である、実施形態２５３に記載の方法。
２５６．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることと少なくとも部分的に同時である、実施形態２５３に記載の方法。
２５７．添加成分が、塩化カリウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、及び、水酸化ナトリウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態２５３から２５６のいずれかに記載の方法。
２５８．複数の珪藻被殻部分を分散させることが、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備える、実施形態２１３から２５７のいずれかに記載の方法。
２５９．有機汚染物質を除去することが、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２１４から２５８のいずれかに記載の方法。
２６０．漂白剤が過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を備える、実施形態２５９に記載の方法。
２６１．加熱が、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水素を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２６０に記載の方法。
２６２．加熱が、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２５９から２６１のいずれかに記載の方法。
２６３．有機汚染物質を除去することが、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備える、実施形態２１４から２６２のいずれかに記載の方法。
２６４．無機汚染物質を除去することが、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備える、実施形態２１４から２６３のいずれかに記載の方法。
２６５．混ぜることが、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を混合することを備える、実施形態２６４に記載の方法。
２６６．混合が略２０分から略４０分の持続期間にわたる、実施形態２６５に記載の方法。
２６７．珪藻被殻部分を抽出する方法であって、
表面活性剤で複数の珪藻被殻部分を分散させて、表面活性剤が複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することを備える方法。
２６８．ディスクスタック遠心分離を用いて、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を抽出することを更に備える実施形態２６７に記載の方法。
２６９．分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることを更に備える実施形態２６７又は２６８に記載の方法。
２７０．有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することを更に備える実施形態２６７から２６９のいずれかに記載の方法。
２７１．少なくとも一つの共通の特性が、寸法と形状と物質と破損度とのうち少なくとも一つを備える、実施形態２６７から２７０のいずれかに記載の方法。
２７２．寸法が長さと直径とのうち少なくとも一方を備える、実施形態２７１に記載の方法。
２７３．固体混合物が複数の珪藻被殻部分を備える、実施形態２６７から２７２のいずれかに記載の方法。
２７４．固体混合物の粒子寸法を低減することを更に備える実施形態２７３に記載の方法。
２７５．固体混合物の粒子寸法を低減することが、分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることの前である、実施形態２７４に記載の方法。
２７６．粒子寸法を低減することが固体混合物をすり潰すことを備える、実施形態２７４又は２７５に記載の方法。
２７７．固体混合物をすり潰すことが、乳鉢及び乳棒とジャーミルと岩石粉砕機とのうち少なくとも一つを固体混合物に適用することを備える、実施形態２７６に記載の方法。
２７８．複数の珪藻被殻部分の最長被殻部分寸法よりも大きな最長成分寸法を有する固体混合物の成分を抽出することを更に備える実施形態２７３から２７７のいずれかに記載の方法。
２７９．固体混合物の成分を抽出することが、固体混合物を篩分けすることを備える、実施形態２７８に記載の方法。
２８０．固体混合物を篩分けすることが、略１５マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態２７９に記載の方法。
２８１．固体混合物を篩分けすることが、略１０マイクロメートルから略２５マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する篩で固体混合物を処理することを備える、実施形態２７９に記載の方法。
２８２．複数の珪藻被殻部分を分類して、より大きな最長寸法を有する第一珪藻被殻部分を第二珪藻被殻部分から分離することを更に備える実施形態２６７から２８１のいずれかに記載の方法。
２８３．第一珪藻被殻部分が複数の破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態２８２に記載の方法。
２８４．第二珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態２８２又は２８３に記載の方法。
２８５．分類が、複数の珪藻被殻部分を濾過することを備える、実施形態２８２から２８４のいずれかに記載の方法。
２８６．濾過が複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することを備える、実施形態２８５に記載の方法。
２８７．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、攪拌を備える、実施形態２８６に記載の方法。
２８８．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、振盪を備える、実施形態２８６又は２８７に記載の方法。
２８９．複数の珪藻被殻部分の凝集を阻害することが、バブリングを備える、実施形態２８６から２８８のいずれかに記載の方法。
２９０．濾過が、複数の珪藻被殻部分を篩にかけることを備える、実施形態２８５から２８９のいずれかに記載の方法。
２９１．篩が略５マイクロメートルから略１０マイクロメートルまでのメッシュサイズを有する、実施形態２９０に記載の方法。
２９２．篩が略７マイクロメートルのメッシュサイズを有する、実施形態２９０に記載の方法。
２９３．洗浄した珪藻被殻部分を得ることを更に備える実施形態２６７から２９２のいずれかに記載の方法。
２９４．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の第一被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態２９３に記載の方法。
２９５．洗浄した珪藻被殻部分を得ることが、少なくとも一つの共通の特性を有する珪藻被殻部分を洗浄溶媒で洗浄することを備える、実施形態２９３又は２９４に記載の方法。
２９６．洗浄溶媒を除去することを更に備える実施形態２９４又は２９５に記載の方法。
２９７．洗浄溶媒を除去することが、有機汚染物質と無機汚染物質とのうち少なくとも一方を除去することの後に複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態２９６に記載の方法。
２９８．洗浄溶媒を除去することが、少なくとも一つの共通の特性を有する複数の珪藻被殻部分を沈降させることを備える、実施形態２９６又は２９７に記載の方法。
２９９．沈降が遠心分離を備える、実施形態２９７又は２９８に記載の方法。
３００．遠心分離が大規模処理に適した遠心分離を適用することを備える、実施形態２９９に記載の方法。
３０１．遠心分離が、ディスクスタック遠心分離と、デカンタ遠心分離と管状ボウル遠心分離とのうち少なくとも一つを適用することを備える、実施形態３００に記載の方法。
３０２．分散溶媒及び洗浄溶媒のうち少なくとも一方が水を備える、実施形態２９５から３０１のいずれかに記載の方法。
３０３．分散溶媒中に複数の珪藻被殻部分を分散させることと表面活性剤中に複数の珪藻被殻部分を分散させることとのうち少なくとも一方が、複数の珪藻被殻を超音波処理することを備える、実施形態２６９から３０２のいずれかに記載の方法。
３０４．表面活性剤がカチオン性表面活性剤を備える、実施形態２６７から３０３のいずれかに記載の方法。
３０５．カチオン性表面活性剤が、塩化ベンザルコニウム、臭化セトリモニウム、ラウリルメチルグルセス‐１０ヒドロキシプロピルジモニウムクロリド、塩化ベンゼトニウム、ブロニドックス、ジメチルジオクタデシルアンモニウムクロリド、及び、水酸化テトラメチルアンモニウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態３０４に記載の方法。
３０６．表面活性剤が非イオン性表面活性剤を備える、実施形態２６７から３０５のいずれかに記載の方法。
３０７．非イオン性表面活性剤が、セチルアルコール、ステアリルアルコール、セトステアリルアルコール、オレイルアルコール、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、オクタエチレングリコールモノドデシルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、デシルグルコシド、ポリオキシエチレングリコールオクチルフェノールエーテル、オクチルフェノールエトキシレート（トリトンＸ‐１００（登録商標））、ノノキシノール‐９、ラウリン酸グリセリル、ポリソルベート、及び、ポロキシマーのうち少なくとも一種を備える、実施形態３０６に記載の方法。
３０８．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることを更に備える実施形態２６７から３０７のいずれかに記載の方法。
３０９．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの前である、実施形態３０８に記載の方法。
３１０．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることの後である、実施形態３０８に記載の方法。
３１１．添加成分中に複数の珪藻被殻を分散させることが、表面活性剤中に複数の珪藻被殻を分散させることと少なくとも部分的に同時である、実施形態３０８に記載の方法。
３１２．添加成分が、塩化カリウム、塩化アンモニウム、水酸化アンモニウム、及び、水酸化ナトリウムのうち少なくとも一種を備える、実施形態３０８から３１１のいずれかに記載の方法。
３１３．複数の珪藻被殻部分を分散させることが、略１重量パーセントから略５重量パーセントまでの複数の珪藻被殻部分を備える分散体を得ることを備える、実施形態２６９から３１２のいずれかに記載の方法。
３１４．有機汚染物質を除去することが、漂白剤の存在下で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態２７０から３１３のいずれかに記載の方法。
３１５．漂白剤が過酸化水素と硝酸とのうち少なくとも一方を備える、実施形態３１４に記載の方法。
３１６．加熱が、略１０体積パーセントから略２０体積パーセントまでの範囲内の量の過酸化水素を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態３１５に記載の方法。
３１７．加熱が、略５分から略１５分までの持続期間にわたって複数の珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態３１４から３１６のいずれかに記載の方法。
３１８．有機汚染物質を除去することが、複数の珪藻被殻部分をアニーリングすることを備える、実施形態２７０から３１７のいずれかに記載の方法。
３１９．無機汚染物質を除去することが、塩酸と硫酸とのうち少なくとも一方と複数の珪藻被殻部分を混ぜることを備える、実施形態２７０から３１８のいずれかに記載の方法。
３２０．混ぜることが、略１５体積パーセントから略２５体積パーセントまでの塩酸を備える溶液中で複数の珪藻被殻部分を混合することを備える、実施形態３１９に記載の方法。
３２１．混合が略２０分から略４０分の持続期間にわたる、実施形態３２０に記載の方法。
３２２．珪藻被殻部分上に銀ナノ構造体を形成する方法であって、
珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することと、
シード層上にナノ構造体を形成することと、を備える方法。
３２３．ナノ構造体が、コーティングとナノワイヤとナノ粒子稠密アレイとナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態３２２に記載の方法。
３２４．ナノ構造体が銀を備える、実施形態３２２又は３２３に記載の方法。
３２５．銀シード層を形成することが、第一銀寄与成分及び珪藻被殻部分に周期的加熱方式を適用することを備える、実施形態３２２から３２４のいずれかに記載の方法。
３２６．周期的加熱方式を適用することが、周期的マイクロ波パワーを適用することを備える、実施形態３２５に記載の方法。
３２７．周期的マイクロ波パワーを適用することが、略１００ワットと略５００ワットとの間でマイクロ波パワーを交替することを備える、実施形態３２６に記載の方法。
３２８．交替が、マイクロ波パワーを毎分交替させることを備える、実施形態３２７に記載の方法。
３２９．交替が、略３０分の持続期間にわたってマイクロ波パワーを交替することを備える、実施形態３２７又は３２８に記載の方法。
３３０．交替が、略２０分から略４０分までの持続期間にわたってマイクロ波パワーを交替することを備える、実施形態３２７又は３２８に記載の方法。
３３１．銀シード層を形成することが、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備える、実施形態３２２から３３０のいずれかに記載の方法。
３３２．シード層溶液が、第一銀寄与成分及びシード層還元剤を備える、実施形態３３１に記載の方法。
３３３．シード層還元剤がシード層溶媒である、実施形態３３２に記載の方法。
３３４．シード層還元剤及びシード層溶媒がポリエチレングリコールを備える、実施形態３３３に記載の方法。
３３５．シード層溶液が第一銀寄与成分とシード層還元剤とシード層溶媒とを備える、実施形態３３１に記載の方法。
３３６．銀シード層を形成することが、珪藻被殻部分をシード層溶液と混合することを更に備える、実施形態３３１から３３５のいずれかに記載の方法。
３３７．混合が超音波処理を備える、実施形態３３６に記載の方法。
３３８．シード層還元剤がＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミドを備え、第一銀寄与成分が硝酸銀を備え、シード層溶媒が水とポリビニルピロリドンとのうち少なくとも一方を備える、実施形態３３７に記載の方法。
３３９．ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備える、実施形態３２２から３３８のいずれかに記載の方法。
３４０．ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に、珪藻被殻部分を加熱することを備える、実施形態３３９に記載の方法。
３４１．加熱が略１２０℃から略１６０℃までの或る温度へ加熱することを備える、実施形態３４０に記載の方法。
３４２．ナノ構造体を形成することが、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを更に備える、実施形態３４０又は３４１に記載の方法。
３４３．ナノ構造体を形成することが、滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することの後に混合を備える、実施形態３４２に記載の方法。
３４４．シード層還元剤とナノ構造体形成還元剤とのうち少なくとも一方が、ヒドラジン、ホルムアルデヒド、グルコース、酒石酸ナトリウム、シュウ酸、ギ酸、アスコルビン酸、及び、エチレングリコールのうち少なくとも一種を備える、実施形態３３９から３４３のいずれかに記載の方法。
３４５．第一銀寄与成分と第二銀寄与成分とのうち少なくとも一方が、銀塩と酸化銀とのうち少なくとも一方を備える、実施形態３４２から３４４のいずれかに記載の方法。
３４６．銀塩が、硝酸銀、アンモニア硝酸銀、塩化銀（ＡｇＣｌ）、シアン化銀（ＡｇＣＮ）、テトラフルオロホウ酸銀、六フッ化リン酸銀、及び、エチル硫酸銀のうち少なくとも一種を備える、実施形態３４５に記載の方法。
３４７．ナノ構造体を形成することが、酸化物形成を低減する雰囲気におけるものである、実施形態３２２から３４６のいずれかに記載の方法。
３４８．雰囲気がアルゴン雰囲気を備える、実施形態３４７に記載の方法。
３４９．シード層溶媒とナノ構造体形成溶媒とのうち少なくとも一方が、プロピレングリコール、水、メタノール、エタノール、１‐プロパノール、２‐プロパノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、１‐ブタノール、２‐ブタノール、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、オクタノール、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール、ブチルラクトン、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル、ジケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩、炭酸プロピレン、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール、テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化チオニル、及び、塩化スルフリルのうち少なくとも一種を備える、実施形態３４２から３４８のいずれかに記載の方法。
３５０．珪藻被殻部分が破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態３２２から３４９のいずれかに記載の方法。
３５１．珪藻被殻部分が破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態３２２から３４９のいずれかに記載の方法。
３５２．珪藻被殻部分が、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られる、実施形態３２２から３５１のいずれかに記載の方法。
３５３．プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備える、実施形態３５２に記載の方法。
３５４．珪藻被殻部分上に酸化亜鉛ナノ構造体を形成する方法であって、
珪藻被殻部分の表面上に酸化亜鉛シード層を形成することと、
酸化亜鉛シード層上にナノ構造体を形成することと、を備える方法。
３５５．ナノ構造体が、ナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子アレイとナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態３５４に記載の方法。
３５６．ナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態３５４又は３５５に記載の方法。
３５７．酸化亜鉛シード層を形成することが、第一亜鉛寄与成分及び珪藻被殻分を加熱することを備える、実施形態３５４から３５６のいずれかに記載の方法。
３５８．第一亜鉛寄与成分及び珪藻被殻分を加熱することが、略１７５℃から略２２５℃までの範囲内の或る温度に加熱することを備える、実施形態３５７に記載の方法。
３５９．ナノ構造体を形成することが、第二亜鉛寄与成分を備えるナノ構造体形成溶液の存在下で酸化亜鉛シード層を有する珪藻被殻部分に加熱方式を適用することを備える、実施形態３５４から３５８のいずれかに記載の方法。
３６０．加熱方式が、ナノ構造体形成温度に加熱することを備える、実施形態３５９に記載の方法。
３６１．ナノ構造体形成温度が略８０℃から略１００℃までである、実施形態３６０に記載の方法。
３６２．加熱が略一時間から略三時間までの持続期間にわたる、実施形態３６０又は３６１に記載の方法。
３６３．加熱方式が周期的加熱手順を適用することを備える、実施形態３５９から３６２のいずれかに記載の方法。
３６４．周期的加熱手順が、全周期的加熱持続期間において、加熱持続期間にわたって酸化亜鉛シード層を有する珪藻被殻部分にマイクロ波加熱を適用し、次いで、冷却持続期間にわたってマイクロ波加熱をオフにすることを備える、実施形態３６３に記載の方法。
３６５．加熱持続期間が略１分から略５分までである、実施形態３６４に記載の方法。
３６６．冷却持続期間が略３０秒から略５分までである、実施形態３６４又は３６５に記載の方法。
３６７．全周期的加熱持続期間が略５分から略２０分までである、実施形態３６４から３６６のいずれかに記載の方法。
３６８．マイクロ波加熱を適用することが、略４８０ワットから略５２０ワットまでのマイクロ波パワーを適用することを備える、実施形態３６４から３６７のいずれかに記載の方法。
３６９．マイクロ波加熱を適用することが、略８０ワットから略１２０ワットまでのマイクロ波パワーを適用することを備える、実施形態３６４から３６７のいずれかに記載の方法。
３７０．第一亜鉛寄与成分と第二亜鉛寄与成分とのうち少なくとも一方が、酢酸亜鉛、酢酸亜鉛水和物、硝酸亜鉛、硝酸亜鉛六水和物、塩化亜鉛、硫化亜鉛、及び、亜鉛酸ナトリウムのうちの少なくとも一種を備える、実施形態３５９から３６９のいずれかに記載の方法。
３７１．ナノ構造体形成溶液が塩基を備える、実施形態３５９から３７０のいずれかに記載の方法。
３７２．塩基が、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化リチウム、ヘキサメチレンテトラアミン、アンモニア溶液、炭酸ナトリウム、及び、エチレンジアミンのうち少なくとも一種を備える、実施形態３７１に記載の方法。
３７３．ナノ構造体を形成することが、添加成分を加えることを更に備える、実施形態３５４から３７２のいずれかに記載の方法。
３７４．添加成分が、トリブチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロピルアミン、リン酸アンモニウム、１，６‐ヘキサジアノール、トリエチルジエチノール、イソプロピルアミン、シクロヘキシルアミン、ｎ‐ブチルアミン、塩化アンモニウム、ヘキサメチレンテトラアミン、エチレングリコール、エタノアミン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ドデシル硫酸ナトリウム、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、及び、カルバミドのうち少なくとも一種を備える、実施形態３７３に記載の方法。
３７５．ナノ構造体形成溶液と酸化亜鉛シード層形成溶液とのうち少なくとも一方が溶媒を備え、溶媒が、プロピレングリコール、水、メタノール、エタノール、１‐プロパノール、２‐プロパノール、１‐メトキシ‐２‐プロパノール、１‐ブタノール、２‐ブタノール、１‐ペンタノール、２‐ペンタノール、３‐ペンタノール、１‐ヘキサノール、２‐ヘキサノール、３‐ヘキサノール、オクタノール、１‐オクタノール、２‐オクタノール、３‐オクタノール、テトラヒドロフルフリルアルコール（ＴＨＦＡ）、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、テルピネオール、ブチルラクトン、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル、ポリエーテル、ジケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、アセトン、ベンゾフェノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、シクロプロパノン、イソホロン、メチルエチルケトン、エチルアセトン、アジピン酸ジメチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル、酢酸グリセリン、カルボン酸塩、炭酸プロピレン、グリセリン、ジオール、トリオール、テトラオール、ペンタオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリコールエーテル、酢酸グリコールエーテル、１，４‐ブタンジオール、１，２‐ブタンジオール、２，３‐ブタンジオール、１，３‐プロパンジオール、１，４‐ブタンジオール、１，５‐ペンタンジオール、１，８‐オクタンジオール、１，２‐プロパンジオール、１，３‐ブタンジオール、１，２‐ペンタンジオール、エトヘキサジオール、ｐ‐メンタン‐３，８‐ジオール、２‐メチル‐２，４‐ペンタンジオール、テトラメチル尿素、ｎ‐メチルピロリドン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ‐メチルホルムアミド（ＮＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、塩化チオニル、及び、塩化スルフリルのうち少なくとも一種を備える、実施形態３５９から３７４のいずれかに記載の方法。
３７６．珪藻被殻部分が破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態３５４から３７５のいずれかに記載の方法。
３７７．珪藻被殻部分が破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態３５４から３７５のいずれかに記載の方法。
３７８．珪藻被殻部分が、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られる、実施形態３５４から３７５のいずれかに記載の方法。
３７９．プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備える、実施形態３７８に記載の方法。
３８０．珪藻被殻部分上に炭素ナノ構造体を形成する方法であって、
珪藻被殻部分の表面上に金属シード層を形成することと、
シード層上に炭素ナノ構造体を形成することと、を備える方法。
３８１．炭素ナノ構造体がカーボンナノチューブを備える、実施形態３８０に記載の方法。
３８２．カーボンナノチューブが単層カーボンナノチューブと多層カーボンナノチューブとのうち少なくとも一方を備える、実施形態３８１に記載の方法。
３８３．金属シード層を形成することが、珪藻被殻部分の表面をスプレーコーティングすることを備える、実施形態３８０から３８２のいずれかに記載の方法。
３８４．金属シード層を形成することが、金属を備える液体、金属を備える気体、及び金属を備える固体のうち少なくとも一つに珪藻被殻部分の表面を導入することを備える、実施形態３８０から３８３のいずれかに記載の方法。
３８５．炭素ナノ構造体を形成することが、化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いることを備える、実施形態３８０から３８４のいずれかに記載の方法。
３８６．炭素ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成炭素ガスに晒すことの後に、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元ガスに晒すことを備える、実施形態３８０から３８５のいずれかに記載の方法。
３８７．炭素ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成炭素ガスに晒すことの前に、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元ガスに晒すことを備える、実施形態３８０から３８５のいずれかに記載の方法。
３８８．炭素ナノ構造体を形成することが、ナノ構造体形成還元ガス及びナノ構造体形成炭素ガスを備えるナノ構造体形成ガス混合物に珪藻被殻部分を晒すことを備える、実施形態３８０から３８５のいずれかに記載の方法。
３８９．ナノ構造体形成ガス混合物が中性ガスを更に備える、実施形態３８８に記載の方法。
３９０．中性ガスがアルゴンを備える、実施形態３８９に記載の方法。
３９１．金属が、ニッケル、鉄、コバルト、コバルトモリブデン二金属、銅、金、銀、白金、パラジウム、マンガン、アルミニウム、マグネシウム、クロム、アンチモン、アルミニウム鉄モリブデン（Ａｌ／Ｆｅ／Ｍｏ）、ペンタカルボニル鉄（Ｆｅ（ＣＯ）５）、硝酸鉄（ＩＩＩ）六水和物（Ｆｅ（ＮＯ３）３・６Ｈ２Ｏ）、塩化コバルト（ＩＩ）六水和物（ＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、モリブデン酸アンモニウム四水和物（（ＮＨ４）６Ｍｏ７Ｏ２４・４Ｈ２Ｏ）、モリブデン（ＶＩ）二塩化二酸化物（ＭｏＯ２Ｃｌ２）、及び、アルミナナノ粉末のうち少なくとも一種を備える、実施形態３８０から３９０のいずれかに記載の方法。
３９２．ナノ構造体形成還元ガスが、アンモニアと窒素と水素とのうち少なくとも一種を備える、実施形態３８６から３９１のいずれかに記載の方法。
３９３．ナノ構造体形成炭素ガスが、アセチレン、エチレン、エタノール、メタン、酸化炭素、及びベンゼンのうち少なくとも一種を備える、実施形態３８６から３９２のいずれかに記載の方法。
３９４．金属シード層を形成することが、銀シード層を形成することを備える、実施形態３８０から３９３のいずれかに記載の方法。
３９５．銀シード層を形成することが、珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を形成することを備える、実施形態３９４に記載の方法。
３９６．珪藻被殻部分が破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態３８０から３９５のいずれかに記載の方法。
３９７．珪藻被殻部分が破損していない珪藻被殻部分を備える、実施形態３８０から３９５のいずれかに記載の方法。
３９８．珪藻被殻部分が、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られる、実施形態３８０から３９７のいずれかに記載の方法。
３９９．プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備える、実施形態３９８に記載の方法。
４００．銀インクを製造する方法であって、
紫外線感受性成分と、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分とを混ぜることを備え、表面が複数の穿孔を備える、方法。
４０１．複数の珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することを更に備える実施形態４００に記載の方法。
４０２．シード層上に銀ナノ構造体を形成することを更に備える実施形態４００又は４０１に記載の方法。
４０３．複数の珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態４００から４０２のいずれかに記載の方法。
４０４．複数の珪藻被殻部分が複数の珪藻被殻フレークを備える、実施形態４００から４０３のいずれかに記載の方法。
４０５．銀インクが、硬化後に略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能である、実施形態４００から４０４のいずれかに記載の方法。
４０６．複数の穿孔のうち少なくとも一つが略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を備える、実施形態４００から４０５のいずれかに記載の方法。
４０７．銀ナノ構造体が略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備える、実施形態４００から４０６のいずれかに記載の方法。
４０８．銀インクが略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの量の珪藻被殻を備える、実施形態４００から４０７のいずれかに記載の方法。
４０９．銀シード層を形成することが、複数の穿孔内部の表面上に銀シード層を形成して、複数の銀シードでメッキされた穿孔を形成することを備える、実施形態４０１から４０８のいずれかに記載の方法。
４１０．銀シード層を形成することが、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀シード層を形成することを備える、実施形態４０１から４０９のいずれかに記載の方法。
４１１．銀ナノ構造体を形成することが、複数の穿孔内部の表面上に銀ナノ構造体を形成して、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔を形成することを備える、実施形態４０２から４１０のいずれかに記載の方法。
４１２．銀ナノ構造体を形成することが、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀ナノ構造体を形成することを備える、実施形態４０２から４１１のいずれかに記載の方法。
４１３．紫外線感受性成分が、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有する、実施形態４００から４１２のいずれかに記載の方法。
４１４．紫外線感受性成分が、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有する、実施形態４１１から４１３のいずれかに記載の方法。
４１５．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を光開始共力剤と混ぜることを備える、実施形態４００から４１４のいずれかに記載の方法。
４１６．光開始共力剤が、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を備える、実施形態４１５に記載の方法。
４１７．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を光開始剤と混ぜることを備える、実施形態４００から４１６のいずれかに記載の方法。
４１８．光開始剤が、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４１７に記載の方法。
４１９．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を極性ビニルモノマーと混ぜることを備える、実施形態４００から４１８のいずれかに記載の方法。
４２０．極性ビニルモノマーが、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４１９に記載の方法。
４２１．複数の珪藻被殻部分をレオロジー改質剤と混ぜることを更に備える実施形態４００から４２０のいずれかに記載の方法。
４２２．複数の珪藻被殻部分を架橋剤と混ぜることを更に備える実施形態４００から４２１のいずれかに記載の方法。
４２３．複数の珪藻被殻部分をフロー及びレベル剤と混ぜることを更に備える、実施形態４００から４２２のいずれかに記載の方法。
４２４．複数の珪藻被殻部分を、接着促進剤と湿潤剤と粘度低減剤とのうち少なくとも一種と混ぜることを更に備える実施形態４００から４２３のいずれかに記載の方法。
４２５．銀ナノ構造体が、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態４００から４２４のいずれかに記載の方法。
４２６．銀シード層を形成することが、第一銀寄与成分及び複数の珪藻被殻部分に周期的な加熱方式を適用することを備える、実施形態４０１から４２５のいずれかに記載の方法。
４２７．銀シード層を形成することが、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備える、実施形態４０１から４２６のいずれかに記載の方法。
４２８．シード層溶液が第一銀寄与成分及びシード層還元剤を備える、実施形態４２７に記載の方法。
４２９．銀ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備える、実施形態４０２から４２８のいずれかに記載の方法。
４３０．銀ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に珪藻被殻部分を加熱することを更に備える、実施形態４２９に記載の方法。
４３１．銀ナノ構造体を形成することが、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを備える、実施形態４０２から４３０のいずれかに記載の方法。
４３２．複数の珪藻被殻部分が、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られる、実施形態４０１から４３１のいずれかに記載の方法。
４３３．プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４３２に記載の方法。
４３４．紫外線感受性成分と、
複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分と、を備え、表面が複数の穿孔を備える、導電性銀インク。
４３５．複数の珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態４３４に記載の導電性銀インク。
４３６．複数の珪藻被殻部分が複数の珪藻被殻フレークを備える、実施形態４３４又は４３５に記載の導電性銀インク。
４３７．銀インクが、硬化後に略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能である、実施形態４３４から４３６のいずれかに記載の導電性銀インク。
４３８．複数の穿孔のうち少なくとも一つが略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を備える、実施形態４３４から４３７のいずれかに記載の導電性銀インク。
４３９．銀ナノ構造体が略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備える、実施形態４３４から４３８のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４０．銀インクが略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの範囲内の量の珪藻被殻を備える、実施形態４３４から４３９のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４１．複数の穿孔のうち少なくとも一つが、銀ナノ構造体を有する表面を備える、実施形態４３４から４４０のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４２．複数の穿孔のうち少なくとも一つが、銀シード層を有する表面を備える、実施形態４３４から４４１のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４３．複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面が銀ナノ構造体を備える、実施形態４３４から４４２のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４４．紫外線感受性成分が、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有する、実施形態４３４から４４３のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４５．導電性銀インクが紫外線によって硬化可能である、実施形態４３４から４４３のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４６．導電性銀インクが、硬化後に略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積される場合に硬化性である、実施形態４４５に記載の導電性銀インク。
４４７．複数の穿孔が、紫外線が複数の珪藻被殻部分を通過することができるように構成された寸法を有する、実施形態４４５又は４４６に記載の導電性銀インク。
４４８．導電性銀インクが熱硬化性である、実施形態４３４から４４７のいずれかに記載の導電性銀インク。
４４９．紫外線感受性成分が光開始共力剤を備える、実施形態４３４から４４８のいずれかに記載の導電性銀インク。
４５０．光開始共力剤が、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を備える、実施形態４４９に記載の導電性銀インク。
４５１．紫外線感受性成分が光開始剤を備える、実施形態４３４から４５０のいずれかに記載の導電性銀インク。
４５２．光開始剤が、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４５１に記載の導電性銀インク。
４５３．紫外線感受性成分が極性ビニルモノマーを備える、実施形態４３４から４５２のいずれかに記載の導電性銀インク。
４５４．極性ビニルモノマーが、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４５３に記載の導電性銀インク。
４５５．レオロジー改質剤、架橋剤、フロー及びレベル剤、接着促進剤、湿潤剤、粘度低減剤とのうち少なくとも一種を更に備える実施形態４３４から４５４のいずれかに記載の導電性銀インク。
４５６．銀ナノ構造体が、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態４３４から４５５のいずれかに記載の導電性銀インク。
４５７．銀フィルムを製造する方法であって、
紫外性感受性成分と、複数の珪藻被殻部分の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分とを備える混合物を硬化させることを備え、表面が複数の穿孔を備える、方法。
４５８．複数の珪藻被殻部分の表面上に銀シード層を形成することを更に備える実施形態４５７に記載の方法。
４５９．シード層上に銀ナノ構造体を形成することを更に備える実施形態４５７又は４５８に記載の方法。
４６０．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜて、銀インクを形成することを更に備える実施形態４５７から４５９のいずれかに記載の方法。
４６１．複数の珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態４５７から４６０のいずれかに記載の方法。
４６２．複数の珪藻被殻部分が複数の珪藻被殻フレークを備える、実施形態４５７から４６１のいずれかに記載の方法。
４６３．銀インクが、硬化後に略５マイクロメートルから略１５マイクロメートルまでの厚さを有する層として堆積可能である、実施形態４６０から４６２のいずれかに記載の方法。
４６４．複数の穿孔のうち少なくとも一つが略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を備える、実施形態４５７から４６３のいずれかに記載の方法。
４６５．銀ナノ構造体が略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備える、実施形態４５７から４６４のいずれかに記載の方法。
４６６．銀インクが略５０重量パーセントから略８０重量パーセントまでの範囲内の量の珪藻被殻を備える、実施形態４６０から４６５のいずれかに記載の方法。
４６７．銀シード層を形成することが、複数の穿孔内部の表面上に銀シード層を形成して、複数の銀シードでメッキされた穿孔を形成することを備える、実施形態４５８から４６６のいずれかに記載の方法。
４６８．銀シード層を形成することが、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀シード層を形成することを備える、実施形態４５８から４６７のいずれかに記載の方法。
４６９．銀ナノ構造体を形成することが、複数の穿孔内部の表面上に銀ナノ構造体を形成して、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔を形成することを備える、実施形態４５９から４６８のいずれかに記載の方法。
４７０．銀ナノ構造体を形成することが、複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面上に銀ナノ構造体を形成することを備える、実施形態４５９から４６９のいずれかに記載の方法。
４７１．混合物を硬化させることが、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する紫外線に混合物を晒すことを備える、実施形態４５７から４７０のいずれかに記載の方法。
４７２．混合物を硬化させることが、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する紫外線に混合物を晒すことを備える、実施形態４６９から４７１のいずれかに記載の方法。
４７３．混合物を硬化させることが、混合物を熱硬化させることを備える、実施形態４５７から４７２のいずれかに記載の方法。
４７４．紫外線感受性成分が、複数の穿孔の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有する、実施形態４５７から４７３のいずれかに記載の方法。
４７５．紫外線感受性成分が、複数の銀シードでメッキされた穿孔と、複数の銀ナノ構造体でメッキされた穿孔とのうち少なくとも一方の寸法よりも短い波長を有する光放射線に感受性を有する、実施形態４６９から４７４のいずれかに記載の方法。
４７６．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を光開始共力剤と混ぜることを備える、実施形態４６０から４７５のいずれかに記載の方法。
４７７．光開始共力剤が、エトキシ化ヘキサンジオールアクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールアクリレート、エトキシ化トリメチルプロパントリアクリレート、シアヌル酸トリアリル、及び、アクリル酸アミンのうち少なくとも一種を備える、実施形態４７６に記載の方法。
４７８．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を光開始剤と混ぜることを備える、実施形態４６０から４７７のいずれかに記載の方法。
４７９．光開始剤が、２‐メチル‐１‐（４‐メチルチオ）フェニル‐２‐モルホリニル‐１‐プロパノンと、イソプロピルチオキサントンとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４７８に記載の方法。
４８０．複数の珪藻被殻部分を紫外線感受性成分と混ぜることが、複数の珪藻被殻部分を極性ビニルモノマーと混ぜることを備える、実施形態４６０から４７９のいずれかに記載の方法。
４８１．極性ビニルモノマーが、ｎ‐ビニル‐ピロリドンと、ｎ‐ビニルカプロラクタムとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４８０に記載の方法。
４８２．複数の珪藻被殻部分をレオロジー改質剤と混ぜることを更に備える実施形態４５７から４８１のいずれかに記載の方法。
４８３．複数の珪藻被殻部分を架橋剤と混ぜることを更に備える実施形態４５７から４８２のいずれかに記載の方法。
４８４．複数の珪藻被殻部分をフロー及びレベル剤と混ぜることを更に備える、実施形態４５７から４８３のいずれかに記載の方法。
４８５．複数の珪藻被殻部分を、接着促進剤と湿潤剤と粘度低減剤とのうち少なくとも一種と混ぜることを更に備える実施形態４５７から４８４のいずれかに記載の方法。
４８６．銀ナノ構造体が、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態４５７から４８５のいずれかに記載の方法。
４８７．銀シード層を形成することが、第一銀寄与成分及び複数の珪藻被殻部分に周期的な加熱方式を適用することを備える、実施形態４５８から４８６のいずれかに記載の方法。
４８８．銀シード層を形成することが、珪藻被殻部分をシード層溶液と混ぜることを備える、実施形態４５８から４８７のいずれかに記載の方法。
４８９．シード層溶液が第一銀寄与成分及びシード層還元剤を備える、実施形態４８８に記載の方法。
４９０．銀ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることを備える、実施形態４５９から４８９のいずれかに記載の方法。
４９１．銀ナノ構造体を形成することが、珪藻被殻部分をナノ構造体形成還元剤と混ぜることの後に珪藻被殻部分を加熱することを更に備える、実施形態４９０に記載の方法。
４９２．銀ナノ構造体を形成することが、ナノ構造体形成溶媒及び第二銀寄与成分を備える滴定溶液で珪藻被殻部分を滴定することを備える、実施形態４５９から４９１のいずれかに記載の方法。
４９３．複数の珪藻被殻部分が、珪藻被殻部分分離プロセスを介して得られる、実施形態４５７から４９２のいずれかに記載の方法。
４９４．プロセスが、表面活性剤を用いて複数の珪藻被殻部分の凝集を低減することと、ディスクスタック遠心分離を用いることとのうち少なくとも一方を備える、実施形態４９３に記載の方法。
４９５．複数の珪藻被殻部分の各々の表面上に銀ナノ構造体を有する複数の珪藻被殻部分を備え、表面が複数の穿孔を備える、導電性銀フィルム。
４９６．複数の珪藻被殻部分が複数の破損した珪藻被殻部分を備える、実施形態４９５に記載の導電性銀フィルム。
４９７．複数の珪藻被殻部分が複数の珪藻被殻フレークを備える、実施形態４９５又は４９６に記載の導電性銀フィルム。
４９８．複数の穿孔のうち少なくとも一つが略２５０ナノメートルから略３５０ナノメートルまでの直径を備える、実施形態４９５から４９７のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
４９９．銀ナノ構造体が略１０ナノメートルから略５００ナノメートルまでの厚さを備える、実施形態４９５から４９８のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５００．複数の穿孔のうち少なくとも一つが、銀ナノ構造体を有する表面を備える、実施形態４９５から４９９のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５０１．複数の穿孔のうち少なくとも一つが、銀シード層を有する表面を備える、実施形態４９５から５００のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５０２．複数の珪藻被殻部分の実質的に全表面が銀ナノ構造体を備える、実施形態４９５から５０１のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５０３．銀ナノ構造体が、コーティング、ナノワイヤ、ナノプレート、稠密ナノ粒子アレイ、ナノベルト、ナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態４９５から５０２のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５０４．バインダー樹脂を更に備える実施形態４９５から５０３のいずれかに記載の導電性銀フィルム。
５０５．印刷エネルギー貯蔵デバイスであって、
第一電極と、
第二電極と、
第一電極と第二電極との間のセパレータとを備え、第一電極と第二電極との少なくとも一方がマンガン含有ナノ構造体を備える複数の被殻を含む、デバイス。
５０６．被殻が実質的に均一な性質を有し、実質的に均一な性質が、被殻形状、被殻寸法、被殻多孔率、被殻機械的強度、被殻物質、及び、被殻破損度とのうち少なくとも一種を含む、実施形態５０５に記載のデバイス。
５０７．マンガン含有ナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態５０５又は５０６に記載のデバイス。
５０８．マンガンの酸化物が酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）を備える、実施形態５０７に記載のデバイス。
５０９．マンガンの酸化物がオキシ水酸化マンガンを備える、実施形態５０７又は５０８に記載のデバイス。
５１０．第一電極と第二電極との少なくとも一方が酸化亜鉛ナノ構造体を備える被殻を備える、実施形態５０５から５０９のいずれかに記載のデバイス。
５１１．酸化亜鉛ナノ構造体がナノワイヤとナノプレートのうち少なくとも一方を備える、実施形態５１０に記載のデバイス。
５１２．マンガン含有ナノ構造体が被殻の実質的に全表面を覆っている、実施形態５０５から５１１のいずれかに記載のデバイス。
５１３．エネルギー貯蔵デバイスの膜であって、マンガン含有ナノ構造体を備える被殻を備える膜。
５１４．マンガン含有ナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態５１３に記載の膜。
５１５．マンガンの酸化物が酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）を備える、実施形態５１４に記載の膜。
５１６．マンガンの酸化物がオキシ水酸化マンガンを備える、実施形態５１４又は５１５に記載の膜。
５１７．マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部がナノファイバを備える、実施形態５１３から５１６のいずれかに記載の膜。
５１８．マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部が四面体形状を有する、実施形態５１３から５７６のいずれかに記載の膜。
５１９．エネルギー貯蔵デバイスが亜鉛‐マンガン電池を備える、実施形態５１３から５１８のいずれかに記載の膜。
５２０．印刷フィルム用のインクであって、
溶液と、
溶液中に分散したマンガン含有ナノ構造体を備える被殻と、を備えるインク。
５２１．マンガン含有ナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態５２０に記載のインク。
５２２．マンガン含有ナノ構造体が、ＭｎＯ２、ＭｎＯ、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯＯＨ、及び、Ｍｎ３Ｏ４のうち少なくとも一種を備える、実施形態５２０又は５２１に記載のインク。
５２３．マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部がナノファイバを備える、実施形態５２０から５２２のいずれかに記載のインク。
５２４．マンガン含有ナノ構造体のうち少なくとも一部が四面体形状を有する、実施形態５２０から５２３のいずれかに記載のインク。
５２５．珪藻被殻部分上にマンガン含有ナノ構造体を形成する方法であって、
酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えることと、
被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を加熱することと、を備える方法。
５２６．酸化型酢酸マンガン溶液を形成することを更に備え、酸化型酢酸マンガン溶液を形成することが、酢酸マンガン（ＩＩ）を過酸化水中に溶解させることを備える、実施形態５２５に記載の方法。
５２７．酸化型酢酸マンガン溶液中の酢酸マンガン（ＩＩ）の濃度が略０．０５Ｍから略１．２Ｍまでの間である、実施形態５２６に記載の方法。
５２８．酸化型酢酸マンガン溶液を形成することを更に備え、酸化型酢酸マンガン溶液を形成することが、マンガン塩を過酸化水中に溶解させることを備える、実施形態５２５から５２７のいずれかに記載の方法。
５２９．酸化型酢酸マンガン溶液に酸化剤を加えることを更に備える実施形態５２８に記載の方法。
５３０．酸化剤が過酸化物を備える、実施形態５２９に記載の方法。
５３１．過酸化水を形成することを更に備え、過酸化水を形成することが水中に酸素ガスをバブリングすることを備える、実施形態５２６から５３０のいずれかに記載の方法。
５３２．水中に酸素ガスをバブリングすることが、略１０分から略６０分までの持続期間にわたる、実施形態５３１に記載の方法。
５３３．酸化型酢酸マンガン溶液中の被殻の重量パーセンテージが略０．０１重量％から略１重量％までの間である、実施形態５２５から５３２のいずれかに記載の方法。
５３４．被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を熱処理することを更に備える実施形態５２５から５３３のいずれかに記載の方法。
５３５．被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を熱処理することが、熱的手法を用いることを備える、実施形態５３４に記載の方法。
５３６．熱的手法を用いることが、略１５時間から略５０時間までの間にわたって被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を或る温度に維持することを備える、実施形態５３５に記載の方法。
５３７．温度が略５０℃から略９０℃までの間である、実施形態５３６に記載の方法。
５３８．熱的手法を用いることが、被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を略５０℃から略９０℃までの間の或る温度に維持することを備える、実施形態５３５に記載の方法。
５３９．被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を熱処理することが、マイクロ波手法を用いることを備える、実施形態５３４から５３８のいずれかに記載の方法。
５４０．熱的手法を用いることが、略１０分から略１２０分までの間にわたって被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を或る温度に維持することを備える、実施形態５３９に記載の方法。
５４１．温度が略５０℃から略１５０℃までの間である、実施形態５４０に記載の方法。
５４２．熱的手法を用いることが、被殻及び酸化型酢酸マンガン溶液を略５０℃から略１５０℃までの間の或る温度に維持することを備える、実施形態５３９に記載の方法。
５４３．炭素含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆う、実施形態５２５から５４２のいずれかに記載の方法。
５４４．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノチューブを備える、実施形態５４３に記載の方法。
５４５．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノオニオンを備える、実施形態５４３又は５４４に記載の方法。
５４６．炭素含有ナノ構造体が還元型酸化グラフェンを備える、実施形態５４３から５４５のいずれかに記載の方法。
５４７．マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在している、実施形態５０５から５１２のいずれかに記載のデバイス。
５４８．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノチューブを備える、実施形態５４７に記載のデバイス。
５４９．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノオニオンを備える、実施形態５４７又は５４８に記載のデバイス。
５５０．炭素含有ナノ構造体が還元型酸化グラフェンを備える、実施形態５４７から５４９のいずれかに記載のデバイス。
５５１．マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在している、実施形態５１３から５１９のいずれかに記載の膜。
５５２．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノチューブを備える、実施形態５５１に記載の膜。
５５３．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノオニオンを備える、実施形態５５１又は５５２に記載の膜。
５５４．炭素含有ナノ構造体が還元型酸化グラフェンを備える、実施形態５５１から５５３のいずれかに記載の膜。
５５５．マンガン含有ナノ構造体が被殻の一部表面を覆い、炭素含有ナノ構造体が被殻の他の表面を覆い、マンガン含有ナノ構造体が炭素含有ナノ構造体と散在している、実施形態５２０から５２４のいずれかに記載のインク。
５５６．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノチューブを備える、実施形態５５５に記載のインク。
５５７．炭素含有ナノ構造体がカーボンナノオニオンを備える、実施形態５５５又は５５６に記載のインク。
５５８．炭素含有ナノ構造体が還元型酸化グラフェンを備える、実施形態５５５から５５６のいずれかに記載のインク。
５５９．マンガンの酸化物を備えるナノ構造体を備える複数の第一被殻を備えるカソードと、
酸化亜鉛を備えるナノ構造体を備える複数の第二被殻を備えるアノードと、を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
５６０．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態５５９に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６１．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態５５９又は５６０に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６２．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、実施形態５５９から５６１のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６３．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻が略５重量％から略９５重量％までのマンガンの酸化物を備える、実施形態５５９から５６２のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６４．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻が略７５重量％から略９５重量％までのマンガンの酸化物を備える、実施形態５６３に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６５．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻が略５重量％から略９５重量％までの酸化亜鉛を備える、実施形態５５９から５６４のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６６．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻が略５０重量％から略６０重量％までの酸化亜鉛を備える、実施形態５６５に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６７．アノードが電解質塩を更に備える、実施形態５５９から５６６のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６８．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態５６７に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５６９．カソードとアノードとの少なくとも一方がカーボンナノチューブを更に備える、実施形態５５９から５６８のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７０．カソードとアノードとの少なくとも一方が導電性充填材を更に備える、実施形態５５９から５６９のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７１．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態５７０の記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７２．カソードとアノードとの少なくとも一方がイオン液体を更に備える、実施形態５５９から５７１のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７３．カソードとアノードとの少なくとも一方がバインダーを更に備える、実施形態５５９から５７２のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７４．カソードとアノードとの間にセパレータを更に備える実施形態５５９から５７３のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７５．セパレータが複数の第三被殻を備える、実施形態５７４に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７６．複数の第三被殻が表面改質を実質的に備えない、実施形態５７５に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７７．セパレータが電解質を更に備える、実施形態５７４から５７６のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７８．電解質がイオン液体を備える、実施形態５７７に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５７９．電解質が電解質塩を備える、実施形態５７７又は５７８に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８０．セパレータがポリマーを更に備える、実施形態５７４から５７９のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８１．カソードに結合した第一集電体と、アノードに結合した第二集電体とを更に備える実施形態５５９から５８０のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８２．第一集電体と第二集電体とのうち少なくとも一方が導電性箔を備える、実施形態５８１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８３．導電性箔が、アルミニウムと銅とニッケルとステンレス鋼とグラファイトとグラフェンとカーボンナノチューブとのうち少なくとも一種を備える、実施形態５８２に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８４．第一集電体と第二集電体とのうち少なくとも一方が印刷集電体を備える、実施形態５８２又は５８３に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８５．印刷集電体が、アルミニウムと銅とニッケルとビスマスと導電性カーボンとカーボンナノチューブとグラフェンとグラファイトとのうち少なくとも一種を備える、実施形態５８４に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
５８６．少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を備える被殻であって、複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備える、被殻。
５８７．被殻が略５重量％から略９５重量％までの酸化亜鉛を備える複数のナノ構造体を備える、実施形態５８６に記載の被殻。
５８８．被殻が略５０重量％から略６０重量％までの酸化亜鉛を備えるナノ構造体を備える、実施形態５８７に記載の被殻。
５８９．複数のナノ構造体が、ナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態５８６から５８８のいずれかに記載の被殻。
５９０．少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を備える被殻であって、複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、被殻。
５９１．被殻が略５重量％から略９５重量％までのマンガンの酸化物を備える複数のナノ構造体を備える、実施形態５９０に記載の被殻。
５９２．被殻が略７５重量％から略９５重量％までのマンガンの酸化物を備える複数のナノ構造体を備える、実施形態５９１に記載の被殻。
５９３．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態５９０から５９２のいずれかに記載の被殻。
５９４．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態５９０から５９３のいずれかに記載の被殻。
５９５．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、実施形態５９０から５９４のいずれかに記載の被殻。
５９６．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態５９０から５９５のいずれかに記載の被殻。
５９７．複数のナノ構造体がナノファイバと四面体形状ナノ結晶とのうち少なくとも一方を備える、実施形態５９０から５９６のいずれかに記載の被殻。
５９８．エネルギー貯蔵デバイスの電極であって、
複数の被殻を備え、複数の被殻の各々が少なくとも一つの表面上に形成された複数のナノ構造体を備える、電極。
５９９．電極がエネルギー貯蔵デバイスのアノードである、実施形態５９８に記載の電極。
６００．アノードが電解質塩を更に備える、実施形態５９９に記載の電極。
６０１．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態６００に記載の電極。
６０２．複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態５９９から６０１のいずれかに記載の電極。
６０３．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態５９９から６０２のいずれかに記載の電極。
６０４．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５重量％から略９５重量％までの複数のナノ構造体を備える、実施形態５９９から６０３のいずれかに記載の電極。
６０５．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５０重量％から略６０重量％までの複数のナノ構造体を備える、実施形態６０４に記載の電極。
６０６．電極がエネルギー貯蔵デバイスのカソードである、実施形態５９８に記載の電極。
６０７．複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態６０６に記載の電極。
６０８．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態６０７に記載の電極。
６０９．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態６０７又は６０８に記載の電極。
６１０．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、実施形態６０７から６０９のいずれかに記載の電極。
６１１．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態６０６から６１０のいずれかに記載の電極。
６１２．複数のナノ構造体がナノファイバと四面体形状ナノ結晶とのうち少なくとも一方を備える、実施形態６０６から６１１のいずれかに記載の電極。
６１３．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５重量％から略９５重量％までの複数のナノ構造体を備える、実施形態６０６から６１１のいずれかに記載の電極。
６１４．複数の被殻のうち少なくとも一つが略７５重量％から略９５重量％までの複数のナノ構造体を備える、実施形態６１３に記載の電極。
６１５．カーボンナノチューブを更に備える実施形態５９８から６１４のいずれかに記載の電極。
６１６．導電性充填材を更に備える実施形態５９８から６１５のいずれかに記載の電極。
６１７．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態６１６に記載の電極。
６１８．イオン液体を更に備える実施形態５９８から６１７のいずれかに記載の電極。
６１９．バインダーを更に備える実施形態５９８から６１８のいずれかに記載の電極。
６２０．複数の被殻上に酸化亜鉛ナノ構造体を形成する方法であって、
複数の被殻を提供することと、
複数の被殻上に酸化亜鉛を備えるシード層を形成して、複数の酸化亜鉛でシーディングされた被殻を提供することと、
複数の酸化亜鉛でシーティングされた被殻のシード層上に酸化亜鉛を備えるナノ構造体を形成することと、を備える方法。
６２１．シード層を形成することが、略２重量％から略５重量％までの複数の被殻を備えるシード層溶液を提供することを備える、実施形態６２０に記載の方法。
６２２．シード層溶液が略０．１重量％から略０．５重量％までの亜鉛塩を備える、実施形態６２１に記載の方法。
６２３．亜鉛塩がＺｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２を備える、実施形態６２２に記載の方法。
６２４．シード層溶液が、略９４．５重量％から略９７．９重量％までのアルコールを備える、実施形態６２１から６２３のいずれかに記載の方法。
６２５．アルコールがエタノールを備える、実施形態６２４に記載の方法。
６２６．シード層溶液を加熱することを更に備える実施形態６２１から６２５のいずれかに記載の方法。
６２７．シード層溶液を加熱することが、略８０℃よりも高い温度にシード層溶液を加熱することを備える、実施形態６２６に記載の方法。
６２８．シード層溶液を加熱することが、シード層溶液を真空オーブン中で加熱することを備える、実施形態６２６又は６２７に記載の方法。
６２９．シード層溶液を真空オーブン中で加熱することが、略１ミリバールの圧力で加熱することを備える、実施形態６２８に記載の方法。
６３０．複数の被殻をアニーリングすることを更に備える実施形態６２１から６２９のいずれかに記載の方法。
６３１．アニーリングが略２００℃から略３００℃までの或る温度でアニーリングすることを備える、実施形態６３１に記載の方法。
６３２．酸化亜鉛ナノ構造体を形成することが、略１重量％から略５重量％までの複数の酸化亜鉛でシーディングされた被殻を備えるナノ構造体溶液を形成することを備える、実施形態６２０から６３１のいずれかに記載の方法。
６３３．ナノ構造体溶液が略６重量％から略１０重量％までの亜鉛塩を備える、実施形態６３２に記載の方法。
６３４．亜鉛塩がＺｎ（ＮＯ３）２を備える、実施形態６３３に記載の方法。
６３５．ナノ構造体溶液が略１重量％から略２重量％までの塩基を備える、実施形態６３２から６３４のいずれかに記載の方法。
６３６．塩基が水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）を備える、実施形態６３６に記載の方法。
６３７．ナノ構造体溶液が略１重量％から略５重量％までの添加剤を備える、実施形態６３２から６３６のいずれかに記載の方法。
６３８．添加剤がヘキサメチレンテトラアミン（ＨＭＴＡ）を備える、実施形態６３７に記載の方法。
６３９．ナノ構造体溶液が略７８重量％から略９１重量％までの純水を備える、実施形態６３２から６３８のいずれかに記載の方法。
６４０．酸化亜鉛ナノ構造体を形成することが、ナノ構造体溶液を加熱することを備える、実施形態６３２から６３８のいずれかに記載の方法。
６４１．加熱がマイクロ波で加熱することを備える、実施形態６４０に記載の方法。
６４２．加熱が略１００℃から略２５０℃までの或る温度に加熱することを備える、実施形態６４０又は６４１に記載の方法。
６４３．加熱中に攪拌することを更に備える実施形態６４０から６４２のいずれかに記載の方法。
６４４．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５重量％から略９５重量％までの酸化亜鉛を備える、実施形態６２０から６４３のいずれかに記載の方法。
６４５．複数の被殻上にマンガンの酸化物を備えるナノ構造体を形成する方法であって、
複数の被殻を提供することと、
複数の被殻上にマンガンの酸化物を備えるナノ構造体を形成することと、を備え、ナノ構造体を形成することが、マンガンの酸化物を備えるナノ構造体を形成するためのマンガン源を備える溶液を提供することを備える、方法。
６４６．マンガン源がマンガン塩を備え、溶液が略７重量％から略１０重量％までのマンガン塩を備える、実施形態６４５に記載の方法。
６４７．マンガン塩が酢酸マンガン（Ｍｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２）を備える、実施形態６４６に記載の方法。
６４８．溶液が略０．５重量％から略２重量％までの複数の被殻を備える、実施形態６４５から６４７のいずれかに記載の方法。
６４９．溶液が略５重量％から略１０重量％までの塩基を備える、実施形態６４５から６４８のいずれかに記載の方法。
６５０．塩基が水酸化アンモニウム（ＮＨ４ＯＨ）を備える、実施形態６４９に記載の方法。
６５１．溶液が略７０重量％から略８７．５重量％までの過酸化純水を備える、実施形態６４５から６５０のいずれかに記載の方法。
６５２．溶液を加熱することを更に備える実施形態６４５から６５１のいずれかに記載の方法。
６５３．加熱がマイクロ波で加熱することを備える、実施形態６５２に記載の方法。
６５４．溶液を加熱することが、略１００℃から略２５０℃までの或る温度に加熱することを備える、実施形態６５２又は６５３に記載の方法。
６５５．加熱しながら攪拌することを更に備える実施形態６５２から６５４のいずれかに記載の方法。
６５６．エネルギー貯蔵デバイスの電極用のインクであって、
複数の被殻であって、複数の被殻の各々が表面上に形成された複数のナノ構造体を備える、複数の被殻と、
ポリマーバインダーと、を備える、インク。
６５７．電極がエネルギー貯蔵デバイスのアノードである、実施形態６５６に記載のインク。
６５８．複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態６５７に記載のインク。
６５９．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５重量％から略９５重量％までのナノ構造体を備える、実施形態６５７又は６５８に記載のインク。
６６０．電解質塩を更に備える実施形態６５７から６５９のいずれかに記載のインク。
６６１．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態６６０に記載のインク。
６６２．亜鉛塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛を備える、実施形態６６１に記載のインク。
６６３．電極がエネルギー貯蔵デバイスのカソードである、実施形態６５６に記載のインク。
６６４．複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態６６３に記載のインク。
６６５．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態６６４に記載のインク。
６６６．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態６６４又は６６５に記載のインク。
６６７．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、実施形態６６３から６６６のいずれかに記載のインク。
６６８．複数の被殻のうち少なくとも一つが略５重量％から略９５重量％のナノ構造体を備える、実施形態６６３から６６７のいずれかに記載のインク。
６６９．略１０重量％から略２０重量％までの複数の被殻を更に備える実施形態６５６から６６８のいずれかに記載のインク。
６７０．イオン液体を更に備える実施形態６５６から６６９のいずれかに記載のインク。
６７１．インクが略２重量％から略１５重量％までのイオン液体を備える、実施形態６７０に記載のインク。
６７２．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐エチルイミダゾリウムを備える、実施形態６７０又は６７１に記載のインク。
６７３．導電性充填材を更に備える実施形態６５６から６７２のいずれかに記載のインク。
６７４．最大略１０重量％の導電性充填材を備える実施形態６７３に記載のインク。
６７５．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態６７３又は６７４に記載のインク。
６７６．カーボンナノチューブを更に備える実施形態６５６から６７５のいずれかに記載のインク。
６７７．略０．２重量％から略２０重量％までのカーボンナノチューブを備える実施形態６７６に記載のインク。
６７８．カーボンナノチューブが多層カーボンナノチューブを備える、実施形態６７６又は６７７に記載のインク。
６７９．略１重量％から略５重量％までのポリマーバインダーを備える実施形態６５６から６７８のいずれかに記載のインク。
６８０．ポリマーバインダーがポリフッ化ビニリデンを備える、実施形態６７９に記載のインク。
６８１．溶媒を更に備える実施形態６５６から６８０のいずれかに記載のインク。
６８２．略４７重量％から略８６．８重量％までの溶媒を備える実施形態６８１に記載のインク。
６８３．溶媒がＮ‐メチル‐２‐ピロリドンを備える、実施形態６８１又は６８２に記載のインク。
６８４．エネルギー貯蔵デバイスの電極用のインクを調製する方法であって、
イオン液体を提供することと、
イオン液体中に複数のカーボンナノチューブを分散させて、複数のカーボンナノチューブ及びイオン液体を備える第一分散体を形成することと、
複数の被殻を加えることと、を備え、複数の被殻の各々が表面上に複数のナノ構造体を備える、方法。
６８５．複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態６８４に記載の方法。
６８６．複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態６８４に記載の方法。
６８７．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態６８６に記載の方法。
６８８．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態６８６又は６８７に記載の方法。
６８９．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、６８６から６８８のいずれかに記載の方法。
６９０．複数のカーボンナノチューブとイオン液体と溶媒とを備える第二分散体を形成することを更に備える、実施形態６８４から６８９のいずれかに記載の方法。
６９１．溶媒がＮ‐メチル‐２‐ピロリドンを備える、実施形態６９０に記載の方法。
６９２．複数の被殻を加えることが、第二分散体に複数の被殻を加えて、第一混合物を形成することを備える、実施形態６９０又は６９１に記載の方法。
６９３．第二分散体に導電性充填材を加えて、第一混合物を形成することを更に備える実施形態６９２に記載の方法。
６９４．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態６９３に記載の方法。
６９５．第一混合物に電解質塩を加えて、第二混合物を形成することを更に備える実施形態６９２又は６９３のいずれかに記載の方法。
６９６．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態６９５に記載の方法。
６９７．亜鉛塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛を備える、実施形態６９６に記載の方法。
６９８．複数の被殻を加えること、導電性充填材を加えること、及び電解質塩を加えることとのうち少なくとも一つが攪拌を備える、実施形態６９５から６９７のいずれかに記載の方法。
６９９．攪拌が遠心分離混合器を適用することを備える、実施形態６９８に記載の方法。
７００．第二混合物に溶液を加えて、第三混合物を形成することを更に備え、溶液が溶媒及びポリマーバインダーを備える、実施形態６９５から６９９のいずれかに記載の方法。
７０１．ポリマーバインダーが溶液の略１０重量％から略２０重量％までである、実施形態７００に記載の方法。
７０２．ポリマーバインダーがポリフッ化ビニリデンを備える、実施形態７００又は７０１に記載の方法。
７０３．第三混合物を加熱することを更に備える実施形態７００から７０２のいずれかに記載の方法。
７０４．加熱が、略８０℃から略１８０℃までの或る温度に加熱することを備える、実施形態７０３に記載の方法。
７０５．加熱しながら攪拌することを備える、実施形態７０３又は７０４に記載の方法。
７０６．エネルギー貯蔵デバイスを印刷する方法であって、
複数の第一被殻を備える第一電極を印刷することであって、複数の被殻の各々が表面上に複数の第一ナノ構造体を備える、ことと、
第一電極の上にセパレータを印刷することと、を備える方法。
７０７．第一集電体を提供することを更に備え、第一電極を印刷することが、第一集電体上に第一電極を印刷することを備える、実施形態７０６に記載の方法。
７０８．第一集電体を提供することが第一導電性箔を提供することを備える、実施形態７０７に記載の方法。
７０９．第二集電体を提供することを更に備える実施形態７０６から７０８のいずれかに記載の方法。
７１０．第二集電体を提供することが第二導電性箔を提供することを備える、実施形態７０９に記載の方法。
７１１．第二電極を印刷することを更に備え、第二電極が複数の第二被殻を備え、複数の第二被殻の各々が表面上に複数の第二ナノ構造体を備える、実施形態７１０に記載の方法。
７１２．第二電極を印刷することが、セパレータの上に第二電極を印刷することを備える、実施形態７１１に記載の方法。
７１３．第二電極を印刷することが、第二集電体の上に第二電極を印刷することを備える、実施形態７１１に記載の方法。
７１４．第二電極の上にセパレータを印刷することを更に備える実施形態７１３に記載の方法。
７１５．第一集電体を提供することが第一集電体を印刷することを備える、実施形態７０７に記載の方法。
７１６．セパレータの上に第二電極を印刷することを更に備え、第二電極が複数の第二被殻を備え、複数の第二被殻の各々が表面上に複数の第二ナノ構造体を備える、実施形態７１５に記載の方法。
７１７．第二電極の上に第二集電体を印刷することを更に備える実施形態７１６に記載の方法。
７１８．第一集電体から或る横方向距離に第二集電体を印刷することを更に備える実施形態７１５に記載の方法。
７１９．第一集電体から横方向距離にある第二集電体の上に第二電極を印刷することを更に備え、第二電極が複数の第二被殻を備え、複数の第二被殻の各々が表面上に複数の第二ナノ構造体を備える、実施形態７１８に記載の方法。
７２０．セパレータを印刷することが、第一電極及び第二電極の上にセパレータを印刷することを備える、実施形態７１９に記載の方法。
７２１．エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一構造体を形成することであって、
第一集電体の上に第一電極を印刷することと、
第一電極の上にセパレータを印刷することと、を備える第一構造体を形成することと、
第二構造体を形成することであって、
第二集電体の上に第二電極を印刷することを備える第二構造体を形成することと、
第一構造体を第二構造体に結合させて、エネルギー貯蔵デバイスを形成することと、を備え、
結合させることが、第一電極と第二電極との間にセパレータを与えることを備える、方法。
７２２．エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一構造体を形成することであって、
第一集電体の上に第一電極を印刷することと、
第一電極の上にセパレータの第一部分を印刷することと、を備える第一構造体を形成することと、
第二構造体を形成することであって、
第二集電体の上に第二電極を印刷することと、
第二電極の上にセパレータの第二部分を印刷することと、を備える第二構造体を形成することと、
第一構造体を第二構造体に結合させて、エネルギー貯蔵デバイスを形成することと、を備え、
結合させることが、第一電極と第二電極との間にセパレータの第一部分及びセパレータの第二部分を与えることを備える、方法。
７２３．エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一構造体を形成することであって、
第一集電体の上に第一電極を印刷することと、
第一電極の上にセパレータを印刷することと、
セパレータ上に第二電極を印刷することとを備える、第一構造体を形成することと、
第二構造体を形成することであって、第二集電体を提供することを備える、第二構造体を提供することと、
第一構造体を第二構造体に結合させて、エネルギー貯蔵デバイスを形成することと、を備え、
結合させることが、第二集電体とセパレータとの間に第二電極を与えることを備える、方法。
７２４．第一集電体が導電性箔を備える、実施形態７２１から７２３のいずれかに記載の方法。
７２５．基板上に第一集電体を形成することを更に備える実施形態７２１から７２３のいずれかに記載の方法。
７２６．第一集電体を形成することが、基板の上に第一集電体を印刷することを備える、実施形態７２５に記載の方法。
７２７．第二集電体導電性箔を備える、実施形態７２１から７２６のいずれかに記載の方法。
７２８．第二基板上に第二集電体を形成することを更に備える実施形態７２１から７２６のいずれかに記載の方法。
７２９．第二集電体を形成することが、基板の上に第二集電体を印刷することを備える、実施形態７２８に記載の方法。
７３０．エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一集電体を印刷することと、
第一集電体の上に第一電極を印刷することと、
第一電極の上にセパレータを印刷することと、
セパレータの上に第二電極を印刷することと、
第二電極の上に第二集電体を印刷することと、を備える方法。
７３１．エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法であって、
第一集電体を印刷することと、
第一集電体から或る横方向距離に第二集電体を印刷することと、
第一集電体の上に第一電極を印刷することと、
第二集電体の上に第二電極を印刷することと、
第一電極及び第二電極の上及び第一電極と第二電極との間にセパレータを印刷することと、を備える方法。
７３２．第一電極が複数の第一被殻を備え、複数の第一被殻の各々が少なくとも一つの表面上に形成されたナノ構造体を備える、実施形態７２１から７３１のいずれかに記載の方法。
７３３．ナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態７３２に記載の方法。
７３４．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態７３３に記載の方法。
７３５．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態７３３又は７３４に記載の方法。
７３６．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、７３３から７３５のいずれかに記載の方法。
７３７．第二電極が複数の第二被殻を備え、複数の第二被殻の各々がナノ構造体を備える、実施形態７２１から７３６のいずれかに記載の方法。
７３８．ナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態７３７に記載の方法。
７３９．セパレータが複数の第三被殻を備え、複数の第三被殻の各々が表面改質を実質的に備えない、実施形態７２１から７３８のいずれかに記載の方法。
７４０．マンガンの酸化物を備えるナノ構造体を備える複数の第一被殻を備えるカソードと、
酸化亜鉛を備えるナノ構造体を備える複数の第二被殻を備えるアノードと、を備えるエネルギー貯蔵デバイス。
７４１．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態７４０に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４２．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４とＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一種を備える、実施形態７４０又は７４１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４３．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻が、略１：２０から略２０：１までのマンガンの酸化物の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を備える、実施形態７４０から７４２のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４４．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻が、略１：２０から略２０：１までの酸化亜鉛の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を備える、実施形態７４０から７４３のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４５．アノードが電解質塩を更に備える、実施形態７４０から７４４のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４６．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態７４５に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４７．カソードとアノードとのうち少なくとも一方がカーボンナノチューブを更に備える、実施形態７４０から７４６のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４８．カソードとアノードとのうち少なくとも一方が導電性充填材を更に備える、実施形態７４０から７４７のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７４９．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態７４８に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５０．カソードとアノードとの間にセパレータを更に備え、セパレータが複数の第三被殻を備える、実施形態７４０から７４９のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５１．複数の第三被殻が表面改質を実質的に備えない、実施形態７５０に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５２．カソードとアノードとセパレータとのうち少なくとも一つがイオン液体を備える、実施形態７５０又は７５１に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５３．再充電可能電池である実施形態７４０から７５２のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５４．複数の第一被殻がマンガンの酸化物を備えるナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の第一細孔を備え、複数の第二被殻が酸化亜鉛を備えるナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の第二細孔を備える、実施形態７４０から７５３のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７５５．少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を備える被殻であって、複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備え、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比が略１：１から略２０：１までである、被殻。
７５６．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態７５５に記載の被殻。
７５７．複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を備える実施形態７５５又は７５６に記載の被殻。
７５８．少なくとも一つの表面上に複数のナノ構造体を備える被殻であって、複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備え、複数のナノ構造体の質量対被殻の質量の比が略１：１から略２０：１までである、被殻。
７５９．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態７５８に記載の被殻。
７６０．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４を備える、実施形態７５８又は７５９に記載の被殻。
７６１．マンガンの酸化物がＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一方を備える、実施形態７５８から７６０のいずれかに記載の被殻。
７６２．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態７５８から７６１のいずれかに記載の被殻。
７６３．複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を備える実施形態７５８から７６２のいずれかに記載の被殻。
７６４．エネルギー貯蔵デバイスの電極であって、
複数の被殻を備え、複数の被殻の各々が少なくとも一つの表面上に形成された複数のナノ構造体を備え、複数の被殻のうち少なくとも一つが１：２０から２０：１までの複数のナノ構造体の質量対該少なくとも一つの被殻の質量の比を備える、電極。
７６５．エネルギー貯蔵デバイスのアノードである、実施形態７６４に記載の電極。
７６６．アノードが電解質塩を更に備える、実施形態７６５に記載の電極。
７６７．電解質塩が亜鉛塩を備える、実施形態７６６に記載の電極。
７６８．複数のナノ構造体が酸化亜鉛を備える、実施形態７６５から７６７のいずれかに記載の電極。
７６９．複数のナノ構造体がナノワイヤとナノプレートと稠密ナノ粒子とナノベルトとナノディスクとのうち少なくとも一種を備える、実施形態７６４から７６８のいずれかに記載の電極。
７７０．エネルギー貯蔵デバイスのカソードである、実施形態７６４から７６９のいずれかに記載の電極。
７７１．複数のナノ構造体がマンガンの酸化物を備える、実施形態７７０に記載の電極。
７７２．マンガンの酸化物がＭｎＯを備える、実施形態７７１に記載の電極。
７７３．マンガンの酸化物がＭｎ３Ｏ４とＭｎ２Ｏ３とＭｎＯＯＨとのうち少なくとも一種を備える、実施形態７７１又は７７２に記載の電極。
７７４．カーボンナノチューブを更に備える実施形態７６４から７７３のいずれかに記載の電極。
７７５．導電性充填材を更に備える実施形態７６４から７７４のいずれかに記載の電極。
７７６．導電性充填材がグラファイトを備える、実施形態７７５に記載の電極。
７７７．イオン液体を更に備える実施形態７６４から７７６のいずれかに記載の電極。
７７８．複数の被殻の各々が複数のナノ構造体によって実質的に塞がれていない複数の細孔を備える、実施形態７６４から７７７のいずれかに記載の電極。
７７９．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻のマンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態５５９から５６２及び５６５のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８０．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻のマンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７７９に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８１．複数の第一被殻のうち少なくとも一つの被殻のマンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７７９に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８２．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻のＺｎＯの質量対複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量の比が略１：２０から略１００：１までである、実施形態５５９から５６４、５６７から５８５、及び７７９から７８１のいずれかに記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８３．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻のＺｎＯの質量対複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量の比が略１：１から略１００：１までである、実施形態７８２に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８４．複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻のＺｎＯの質量対複数の第二被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量の比が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７８２に記載のエネルギー貯蔵デバイス。
７８５．ＺｎＯの質量対被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態５８６から５８９のいずれかに記載の被殻。
７８６．ＺｎＯの質量対被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７８５に記載の被殻。
７８７．ＺｎＯの質量対被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７８５に記載の被殻。
７８８．マンガンの酸化物を備える複数のナノ構造体の質量対被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態５９０及び５９３から５９７のいずれかに記載の被殻。
７８９．マンガンの酸化物を備える複数のナノ構造体の質量対被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７８８に記載の被殻。
７９０．マンガンの酸化物を備える複数のナノ構造体の質量対被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７８８に記載の被殻。
７９１．複数のナノ構造体の質量対複数の被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態５９８から６０３、６０６から６１２、及び６１５から６１９のいずれかに記載の電極。
７９２．複数のナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７９１に記載の電極。
７９３．複数のナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７９１に記載の電極。
７９４．酸化亜鉛の質量対複数の被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態６２０から６４３のいずれかに記載の方法。
７９５．酸化亜鉛の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７９４に記載の方法。
７９６．酸化亜鉛の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７９４に記載の方法。
７９７．マンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対複数の被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態６４５から６５５のいずれかに記載の方法。
７９８．マンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態７９７に記載の方法。
７９９．マンガンの酸化物を備えるナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態７９７に記載の方法。
８００．複数のナノ構造体の質量対複数の被殻のうち少なくとも一つの被殻の質量が略１：２０から略１００：１までである、実施形態６５６から６５８、６６０から６６７、及び６６９から６８３のいずれかに記載のインク。
８０１．複数のナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略１：１から略１００：１までである、実施形態８００に記載のインク。
８０２．複数のナノ構造体の質量対少なくとも一つの被殻の質量が略２０：１から略１００：１までである、実施形態８００に記載のインク。
８０３．一対の電極と、イオン液体を含む電解質とを備えるスーパーキャパシタであって、電極のうち少なくとも一方が、表面活物質がその上に形成された複数の被殻を備える、スーパーキャパシタ。
８０４．各被殻が表面活物質でコーティングされている、実施形態８０３に記載のスーパーキャパシタ。
８０５．一対の電極のうち第一電極が被殻を備える、実施形態８０３又は８０４に記載のスーパーキャパシタ。
８０６．各電極が被殻を備える、実施形態８０３から８０５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８０７．充放電中の電気化学反応の一部として一方の電極から他方の電極へのイオン輸送が起こらない、実施形態８０３から８０６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８０８．スーパーキャパシタが、２ボルトを超える電極間の電圧差を有するよう充電されるように構成されている、実施形態８０３から８０７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８０９．イオン液体が溶融塩を備える、実施形態８０３から８０８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１０．表面活物質が、被殻の表面上に形成されたナノ構造体を備える、実施形態８０３から８０９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１１．表面活物質が、被殻の実質的に全表面を覆うナノ構造体を備える、実施形態８０３から８１０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１２．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち一方又は両方として実質的に構成されている、実施形態８０３から８１１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１３．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち一方として実質的に構成されているが、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち他方としては実質的に構成されていない、実施形態８０３から８１２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１４．電極間にわたる電圧の印加時に、第一極性の電荷の第一シートが、電気二重層キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極の表面活物質の表面に形成され、第二極性の電荷の第二シートが、二重層キャパシタとして構成されている少なくとも一方の電極に隣接して形成され、電荷の第一シートと電荷の第二シートの間に電解質の層が介在する、実施形態８０３から８１３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１５．電極間にわたる電圧の印加時に、疑似キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極が、表面活物質の表面上での可逆的ファラデー酸化還元反応によってエネルギーを貯蔵する、実施形態８０３から８１４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１６．少なくとも一方の電極の表面活物質がカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を備える、実施形態８０３から８１５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８１７．各電極の表面活物質がＣＮＴを備える、実施形態８１６に記載のスーパーキャパシタ。
８１８．表面活物質が、各被殻の表面上に形成されたＣＮＴを備える、実施形態８１６又は８１７に記載のスーパーキャパシタ。
８１９．ＣＮＴを備える少なくとも一方の電極が電気二重層キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８１６から８１８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２０．少なくとも一方の電極の表面活物質が、酸化亜鉛と酸化マンガンの一方又は両方を備える、実施形態８０３から８１５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２１．少なくとも一方の電極の表面活物質が、酸化亜鉛ナノ粒子と酸化マンガンナノ粒子の一方又は両方を備える、実施形態８２０に記載のスーパーキャパシタ。
８２２．少なくとも一方の電極の表面活物質が、各被殻の表面上に形成された、酸化亜鉛ナノ粒子と酸化マンガンナノ粒子の一方又は両方を備える、実施形態８２０または８２１に記載のスーパーキャパシタ。
８２３．各電極の表面活物質が酸化亜鉛と酸化マンガンの一方又は両方を備える、実施形態８２０から８２２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２４．酸化亜鉛と酸化マグネシウムの一方又は両方を備える少なくとも一方の電極が、疑似キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８２０から８２３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２５．少なくとも一方の電極の表面活物質が、酸化亜鉛と酸化マンガンの一方を備えるが他方を備えない、実施形態８０３から８１５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２６．酸化マンガンが、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、及び、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）のうちの一種以上を備える、実施形態８２０から８２５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２７．一対の電極の一方の表面活物質がＣＮＴを備え、一対の電極の他方の表面活物質が酸化亜鉛と酸化マンガンの一方又は両方を備える、実施形態８１６から８２６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２８．イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、実施形態８０３から８２７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８２９．イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、実施形態８０３から８２８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３０．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）を備える、実施形態８０３から８２９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３１．電解質が、その中に溶解した塩を更に備える、実施形態８０３から８３０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３２．塩が、イオン液体のカチオンとは異なる少なくとも一種のカチオンを有する、実施形態８３１に記載のスーパーキャパシタ。
８３３．塩が、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたカチオンを備える、実施形態８３１又は８３２に記載のスーパーキャパシタ。
８３４．塩が、イオン液体のアニオンとは異なる少なくとも一種のアニオンを備える、実施形態８３１から８３３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３５．塩が、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態８３１から８３４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３６．塩が有機塩を備える、実施形態８３１から８３５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３７．塩が、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態８３１から８３６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３８．塩が無機塩を備える、実施形態８３１から８３６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８３９．無機塩が、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩を備える、実施形態８３８に記載のスーパーキャパシタ。
８４０．電解質が、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を備える、実施形態８０３から８３９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８４１．電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩基を備える、実施形態８０３から８３９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８４２．塩がイオン液体のアニオンと同じアニオンを備える、実施形態８３１から８３３及び８３５から８４１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８４３．塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）を備える、実施形態８３８に記載のスーパーキャパシタ。
８４４．一対の電極の間に介在するセパレータを更に備える実施形態８０３から８４３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８４５．セパレータが複数の被殻を備える、実施形態８４４に記載のスーパーキャパシタ。
８４６．セパレータが酸化グラフェンを更に備える、実施形態８４５に記載のスーパーキャパシタ。
８４７．被殻が化学的に未改質の被殻を備える、実施形態８０３から８４６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８４８．電解質に接触している一対の電極を備えるスーパーキャパシタであって、少なくとも一方の電極が複数の被殻と酸化亜鉛を備える、スーパーキャパシタ。
８４９．各被殻が酸化亜鉛でコーティングされている、実施形態８４８に記載のスーパーキャパシタ。
８５０．各被殻が、酸化亜鉛を備えるナノ構造体でコーティングされている、実施形態８４８又は８４９に記載のスーパーキャパシタ。
８５１．一対の電極の一方又は両方がカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を更に備える、実施形態８４８から８５０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５２．一方の電極が酸化亜鉛を備え、他方の電極がカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を備える、実施形態８４８に記載のスーパーキャパシタ。
８５３．各被殻がＣＮＴでコーティングされている、実施形態８５１又は８５２に記載のスーパーキャパシタ。
８５４．電解質が水性電解質を備える、実施形態８４８から８５３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５５．電解質が非水電解質を備える、実施形態８４８から８５３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５６．充放電中に電気化学反応の一部として一方の電極から他方の電極へのイオン輸送が起こらない、実施形態８４８から８５５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５７．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタの一方又は両方として実質的に構成されている、実施形態８４８から８５６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５８．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち一方として実質的に構成されているが、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち他方としては実質的に構成されていない、実施形態８４８から８５７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８５９．電極間にわたる電圧の印加時に、第一極性の電荷の第一シートが、電気二重層キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極の表面活物質の表面に形成され、第二極性の電荷の第二シートが、二重層キャパシタとして構成されている少なくとも一方の電極に隣接して形成され、電荷の第一シートと電荷の第二シートの間に電解質の層が介在する、実施形態８４８から８５８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６０．電極間にわたる電圧の印加時に、疑似キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極が、表面活物質の表面上での可逆的ファラデー酸化還元反応によってエネルギーを貯蔵する、実施形態８４８から８５９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６１．酸化亜鉛を備える少なくとも一方の電極が、疑似キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８４８から８６０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６２．ＣＮＴを備える少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８４８から８６１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６３．電解質がイオン液体を備える、実施形態８４８から８６１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６４．イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、実施形態８４８から８６３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６５．イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、これらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、実施形態８４８から８６４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６６．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）を備える、実施形態８４８から８６５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６７．電解質が、その中に溶解した塩を更に備える、実施形態８４８から８６６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８６８．塩が、イオン液体のカチオンとは異なる少なくとも一種のカチオンを有する、実施形態８６７に記載のスーパーキャパシタ。
８６９．塩が、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたカチオンを備える、実施形態８６７又は８６８に記載のスーパーキャパシタ。
８７０．塩が、イオン液体のアニオンとは異なる少なくとも一種のアニオンを備える、実施形態８６７から８６９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７１．塩が、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態８６７から８７０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７２．塩が有機塩を備える、実施形態８６７から８７１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７３．塩が、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態８６７から８７２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７４．塩が無機塩を備える、実施形態８６７から８７１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７５．無機塩が、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩を備える、実施形態８７４に記載のスーパーキャパシタ。
８７６．電解質が、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を備える、実施形態８４８から８７４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７７．電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩基を備える、実施形態８４８から８７４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７８．塩がイオン液体のアニオンと同じアニオンを備える、実施形態８６７から８６９及び８７１から８７７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８７９．塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）を備える、実施形態８７８に記載のスーパーキャパシタ。
８８０．一対の電極の間に介在するセパレータを更に備える実施形態８４８から８７９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８８１．セパレータが複数の被殻を備える、実施形態８８０に記載のスーパーキャパシタ。
８８２．セパレータが酸化グラフェンを更に備える、実施形態８８１に記載のスーパーキャパシタ。
８８３．被殻が化学的に未改質の被殻を備える、実施形態８４８から８８２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８８４．非水電解質に接触している一対の電極を備えるスーパーキャパシタであって、少なくとも一方の電極が複数の被殻と酸化マンガンを備える、スーパーキャパシタ。
８８５．各被殻が酸化マンガンでコーティングされている、実施形態８８４に記載のスーパーキャパシタ。
８８６．各被殻が、酸化マンガンを備えるナノ構造体でコーティングされている、実施形態８８４又は８８５に記載のスーパーキャパシタ。
８８７．少なくとも一方の電極が酸化亜鉛を更に備える、実施形態８８４から８８６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８８８．各被殻が酸化亜鉛でコーティングされている、実施形態８８４から８８７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８８９．各被殻が、酸化亜鉛を備えるナノ構造体でコーティングされている、実施形態８８４から８８８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９０．一対の電極の一方又は両方がカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を更に備える、実施形態８８４から８８９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９１．一方の電極が酸化マンガンを備え、他方の電極がカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を備える、実施形態８８４に記載のスーパーキャパシタ。
８９２．各被殻がＣＮＴでコーティングされている、実施形態８９０又は８９１に記載のスーパーキャパシタ。
８９３．酸化マンガンが、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、及び、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）のうちの一種以上を備える、実施形態８８４から８９３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９４．充放電中に電気化学反応の一部として一方の電極から他方の電極へのイオン輸送が起こらない、実施形態８８４から８９３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９５．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタの一方又は両方として実質的に構成されている、実施形態８８４から８９４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９６．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち一方として実質的に構成されているが、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち他方としては実質的に構成されていない、実施形態８８４から８９５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９７．電極間にわたる電圧の印加時に、第一極性の電荷の第一シートが、電気二重層キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極の表面活物質の表面に形成され、第二極性の電荷の第二シートが、二重層キャパシタとして構成されている少なくとも一方の電極に隣接して形成され、電荷の第一シートと電荷の第二シートの間に電解質の層が介在する、実施形態８８４から８９６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９８．電極間にわたる電圧の印加時に、疑似キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極が、表面活物質の表面上での可逆的ファラデー酸化還元反応によってエネルギーを貯蔵する、実施形態８８４から８９７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
８９９．酸化亜鉛を備える少なくとも一方の電極が、疑似キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８８４から８９８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９００．ＣＮＴを備える少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態８９０から８９２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０１．電解質がイオン液体を備える、実施形態８８４から９００のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０２．イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、実施形態８８４から９０１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０３．イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、実施形態８８４から９０２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０４．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）を備える、実施形態８８４から９０３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０５．電解質が、その中に溶解した塩を更に備える、実施形態８８４から９０４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０６．塩が、イオン液体のカチオンとは異なる少なくとも一種のカチオンを有する、実施形態９０５に記載のスーパーキャパシタ。
９０７．塩が、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたカチオンを備える、実施形態９０５又は９０６に記載のスーパーキャパシタ。
９０８．塩が、イオン液体のアニオンとは異なる少なくとも一種のアニオンを備える、実施形態９０５から９０７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９０９．塩が、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９０５から９０８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１０．塩が有機塩を備える、実施形態９０５から９０９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１１．塩が、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９０５から９１０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１２．塩が無機塩を備える、実施形態９０５から９０９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１３．無機塩が、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩を備える、実施形態９１２に記載のスーパーキャパシタ。
９１４．電解質が、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を備える、実施形態８８４から９１３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１５．電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩基を備える、実施形態８８４から９１３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１６．塩がイオン液体のアニオンと同じアニオンを備える、実施形態９０５から９０７及び９０９から９１５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１７．塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）を備える、実施形態９０５に記載のスーパーキャパシタ。
９１８．一対の電極の間に介在するセパレータを更に備える実施形態９０５から９１７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９１９．セパレータが複数の被殻を備える、実施形態９１８に記載のスーパーキャパシタ。
９２０．セパレータが酸化グラフェンを更に備える、実施形態９１９に記載のスーパーキャパシタ。
９２１．被殻が化学的に未改質の被殻を備える、実施形態９０５から９２１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９２２．電解質に接触している一対の電極を備えるスーパーキャパシタであって、少なくとも一方の電極が複数の被殻とカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を備える、スーパーキャパシタ。
９２３．各被殻の表面が、その上に形成された一つ以上のＣＮＴを有する、実施形態９２２に記載のスーパーキャパシタ。
９２４．少なくとも一方の電極が、酸化亜鉛と酸化マンガンの少なくとも一方を備える、実施形態９２２又は９２３に記載のスーパーキャパシタ。
９２５．各被殻の表面が、その上に形成された酸化亜鉛と酸化マンガンの少なくとも一方を一つ以上備える、実施形態９２２から９２４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９２６．各被殻の表面が、その上に形成された酸化亜鉛と酸化マンガンの少なくとも一方を備えるナノ構造体を有する、実施形態９２２から９２５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９２７．酸化マンガンが、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、及び、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）のうちの一種以上を備える、実施形態９２４から９２６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９２８．充放電中に電気化学反応の一部として一方の電極から他方の電極へのイオン輸送が起こらない、実施形態９２２から９２７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９２９．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタの一方又は両方として実質的に構成されている、実施形態９２２から９２８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３０．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち一方として実質的に構成されているが、電気二重層キャパシタと疑似キャパシタのうち他方としては実質的に構成されていない、実施形態９２２から９２９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３１．電極間にわたる電圧の印加時に、第一極性の電荷の第一シートが、電気二重層キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極の表面活物質の表面に形成され、第二極性の電荷の第二シートが、二重層キャパシタとして構成されている少なくとも一方の電極に隣接して形成され、電荷の第一シートと電荷の第二シートの間に電解質の層が介在する、実施形態９２２から９３０のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３２．電極間にわたる電圧の印加時に、疑似キャパシタとして構成された少なくとも一方の電極が、表面活物質の表面上での可逆的ファラデー酸化還元反応によってエネルギーを貯蔵する、実施形態９２２から９３１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３３．酸化亜鉛と酸化マンガンの少なくとも一方を備える少なくとも一方の電極が、疑似キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態９２２から９３２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３４．少なくとも一方の電極が、電気二重層キャパシタとして実質的に構成されている、実施形態９２２から９３２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３５．電解質がイオン液体を備える、実施形態９２２から９３４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３６．イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、実施形態９２２から９３５のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３７．イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、実施形態９２２から９３６のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９３８．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）を備える、実施形態９３５に記載のスーパーキャパシタ。
９３９．電解質が、その中に溶解した塩を更に備える、実施形態９２２から９３８のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４０．塩が、イオン液体のカチオンとは異なる少なくとも一種のカチオンを有する、実施形態９３９に記載のスーパーキャパシタ。
９４１．塩が、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたカチオンを備える、実施形態９３９又は９４０に記載のスーパーキャパシタ。
９４２．塩が、イオン液体のアニオンとは異なる少なくとも一種のアニオンを備える、実施形態９３９から９４１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４３．塩が、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９３９から９４２のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４４．塩が有機塩を備える、実施形態９３９から９４３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４５．塩が、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９３９から９４４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４６．塩が無機塩を備える、実施形態９３９から９４３のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４７．無機塩が、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩を備える、実施形態９４６に記載のスーパーキャパシタ。
９４８．電解質が、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を備える、実施形態９２２から９４７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９４９．電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩基を備える、実施形態９２２から９４７のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９５０．塩がイオン液体のアニオンと同じアニオンを備える、実施形態９３９から９４１及び９４３から９４９のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９５１．塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）を備える、実施形態９５０に記載のスーパーキャパシタ。
９５２．一対の電極の間に介在するセパレータを更に備える実施形態９２２から９５１のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９５３．セパレータが複数の被殻を備える、実施形態９５２に記載のスーパーキャパシタ。
９５４．セパレータが酸化グラフェンを更に備える、実施形態９５３に記載のスーパーキャパシタ。
９５５．被殻が化学的に未改質の被殻を備える、実施形態９２２から９５４のいずれかに記載のスーパーキャパシタ。
９５６．スーパーキャパシタを製造する方法であって、一対の電極の間にセパレータを形成することを備え、セパレータが被殻と電解質と熱伝導性添加剤とを備え、熱伝導性添加剤が、セパレータに適用されている際に近赤外線（ＮＩＲ）放射を実質的に吸収することによって、乾燥を加速するようにセパレータを加熱するように構成される、方法。
９５７．熱伝導性添加剤が、実質的に熱伝導性且つ実質的に電気絶縁性である、実施形態９５６に記載の方法。
９５８．熱伝導性添加剤が酸化グラフェン（ＧＯ）を備える、実施形態９５６又は９５７に記載の方法。
９５９、ＧＯが、互いに接触している隣接したシートのネットワークを備える、実施形態９５８に記載の方法。
９６０．セパレータを形成することが、被殻とゲルと電解質とを備える混合物を形成することを備える、実施形態９５６から９５９のいずれかに記載の方法。
９６１．電解質が、溶媒と塩とイオン液体のうち少なくとも一種を備える、実施形態９６０に記載の方法。
９６２．ゲルがゲル化ポリマーを備える、実施形態９６０又は９６１に記載の方法。
９６３．ゲル化ポリマーが、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上を含む、実施形態９６２に記載の方法。
９６４．ゲルがゲル化ポリマーと電解質を備える、実施形態９６２又は９６３に記載の方法。
９６５．被殻が細孔ネットワークを形成していて、混合物を形成することが、ゲルで細孔ネットワークを実質的に完全に充填することを備える、実施形態９６０から９６４のいずれかに記載の方法。
９６６．被殻が細孔ネットワークを形成していて、混合物を形成することが、ゲルで細孔ネットワークを部分的に充填することを備える、実施形態９６０から９６４のいずれかに記載の方法。
９６７．混合物を形成することが、ゲルで充填されていないネットワークを電解質で充填することを備える、実施形態９６４に記載の方法。
９６８．セパレータを形成することが、被殻と熱伝導性添加剤とを備えるインクを用いて印刷することを備える、実施形態９５６から９６７のいずれかに記載の方法。
セパレータが、イオン液体を備える電解質を備える、実施形態９５６から９６８のいずれかに記載の方法。
９７０．イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、実施形態９６９に記載の方法。
９７１．イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、実施形態９６９から又は９７０に記載の方法。
９７２．イオン液体がテトラフルオロホウ酸１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム（Ｃ２ｍｉｍＢＦ４）を備える、実施形態９６９から９７１のいずれかに記載の方法。
９７３．電解質が、その中に溶解した塩を更に備える、実施形態９６９から９７２のいずれかに記載の方法。
９７４．塩が、亜鉛、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リチウム、バリウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたカチオンを備える、実施形態９７３に記載の方法。
９７５．塩が、イオン液体のアニオンとは異なる少なくとも一種のアニオンを備える、実施形態９７３又は９７４に記載の方法。
９７６．塩が、塩化物アニオン、臭化物アニオン、フッ化物アニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、硫酸アニオン、亜硫酸水素アニオン、硝酸アニオン、亜硝酸アニオン、炭酸アニオン、水酸化物アニオン、過塩化物アニオン、重炭酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、メタンスルホン酸アニオン、酢酸アニオン、リン酸アニオン、クエン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９７３から９７５のいずれかに記載の方法。
９７７．塩が有機塩を備える、実施形態９７３から９７６のいずれかに記載の方法。
９７８．塩が、テトラフルオロホウ酸テトラエチルアンモニウム、ジフルオロ（オキサラート）ホウ酸テトラエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸ジメチルジエチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸トリエチルメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸メチルトリブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラヘキシルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラメチルアンモニウム、テトラフルオロホウ酸テトラエチルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラプロピルホスホニウム、テトラフルオロホウ酸テトラブチルホスホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されたアニオンを備える、実施形態９７３から９７７のいずれかに記載の方法。
９７９．塩が無機塩を備える、実施形態９７３から９７８のいずれかに記載の方法。
９８０．無機塩が、ＬｉＣｌ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＣｌＯ４、ＮａＣｌ、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＮＯ３、ＫＣｌ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＮＯ３、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＭｇＳＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩を備える、実施形態９７９に記載の方法。
９８１．電解質が、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３、ＨＣｌＯ４、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された酸を備える、実施形態９６９から９８０のいずれかに記載の方法。
９８２．電解質が、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＬｉＯＨ、ＮＨ４ＯＨ、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された塩基を備える、実施形態９６９から９８０のいずれかに記載の方法。
９８３．塩がイオン液体のアニオンと同じアニオンを備える、実施形態９７３から９８０のいずれかに記載の方法。
９８４．塩がテトラフルオロホウ酸亜鉛（Ｚｎ（ＢＦ４）２）を備える、実施形態９７３から９８０のいずれかに記載の方法。
９８５．セパレータをＮＩＲ放射に晒すことによってセパレータを乾燥させることを更に備える実施形態９５６から９８４のいずれかに記載の方法。
９８６．セパレータを乾燥させることが、１分間以内の期間で行われる、実施形態９８５に記載の方法。
９８７．スーパーキャパシタが実施形態８０３から８４７のいずれかに記載のスーパーキャパシタである、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９８８．スーパーキャパシタが実施形態８４８から８８３のいずれかに記載のスーパーキャパシタである、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９８９．スーパーキャパシタが実施形態８８４から９５５のいずれかに記載のスーパーキャパシタである、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９０．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態９８から１１５のいずれかに記載の印刷エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法によって製造される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９１．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態１１６から１５４のいずれかに記載のインクを用いて印刷される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９２．被殻が、実施形態１６０から３２１のいずれかに記載の方法によって抽出される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９３．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態５２０から５２４のいずれかに記載のインクを用いて印刷される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９４．少なくともいくつかの被殻が、実施形態５２５から５４６のいずれかによって形成されたマンガン含有ナノ構造体を備える表面活物質を備える、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９５．少なくともいくつかの被殻が、実施形態６２０から６４４のいずれかによって形成された酸化亜鉛ナノ構造体を備える表面活物質を備える、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９６．少なくともいくつかの被殻が、実施形態６４５から６５５のいずれかによって形成されたマンガンの酸化物を備える表面活物質を備える、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９７．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態６５６から６８３のいずれかに記載のインクを用いて印刷される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９８．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態６８４から７０５のいずれかに記載の方法によって調製されたインクを用いて印刷される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
９９９．スーパーキャパシタの一つ以上の構成要素が、実施形態７０６から７３９のいずれかに記載に方法によって形成される、実施形態９５６から９８５のいずれかに記載の方法。
本願で説明される方法及びデバイスは、その具体的な例が図面に示されて本願で詳細に説明されているが、多様な修正及び変形が可能なものである。本発明は開示されている特定の形態や方法に限定されるものではなく、逆に、本発明は、説明されている多様な実施形態及び添付の特許請求の範囲の要旨及び範囲内に入る全ての修正、等価物及び変形をカバーするものである。また、実施形態の特定の特徴及び態様の多様な組み合わせや部分的な組み合わせも行うことができ本発明の範囲内に入るものである。開示される実施形態の多様な特徴及び態様を互いに組み合わせ又は置換して、本開示の発明の実施形態のモードを変更し得ることを理解されたい。更に、一実施形態に関する特定の特徴、態様、方法、性質、特性、質、特質、要素等の開示を、本願に与えられている他の全ての実施形態において用いることができる。
本願で開示されている方法は記載されている順序で行う必要はない。本願で開示されている方法は当業者によって行われる特定の動作を含み得るが、本方法は明示的又は暗示的にそのような動作の第三者による指示を含み得る。例えば、「酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えること」は、「酸化型酢酸マンガン溶液に被殻を加えることを指示すること」を含む。
本願で開示されている範囲は、そのあらゆる全ての重複、部分的な範囲及び組み合わせも含む。「最大」、「少なくとも」、「以上」、「以下」、「間」等の用語はそこに記載されている数字を含む。「略」や「約」等の用語が前に来る数字は記載されている数字を含み、また、その状況に基づいて解釈されるものである（例えば、その状況下で合理的に可能な精度のものとして、例えば、±５％、±１０％、±１５％等）。例えば、「略３．５ｍｍ」は「３，５ｍｍ」を含む。「実質的に」等の用語が前に来る記載は、その記載を含み、また、その状況に基づいて解釈される（例えば、その状況下で合理的に可能な限り）。例えば、「実質的に一定」は「一定」を含む。
本願で見出しが与えられている場合、その見出しは便宜上ためだけのものであり、本開示のデバイスや方法の範囲や意味に必ずしも影響するものではない。
１４００ スーパーキャパシタ
１４１０ 第一集電体
１４２０ 第二集電体
１４３０ セパレータ
１４４０ 第一電極
１４５０ 第二電極
１４６０ 電解質
１４７０ 正イオン
１４８０ 負イオン

Claims (26)

  1. 電解質と接触している非対称な一対の電極を備えるスーパーキャパシタであって、各電極が複数の珪藻被殻を備え、前記一対の電極のうち一方の電極が酸化亜鉛を備え、前記一対の電極のうち他方の電極がカーボンナノチューブを備える、スーパーキャパシタ。
  2. 前記一方の電極の各珪藻被殻が酸化亜鉛でコーティングされている、請求項１に記載のスーパーキャパシタ。
  3. 前記一方の電極の各珪藻被殻が酸化亜鉛を備えるナノ構造体でコーティングされている、請求項２に記載のスーパーキャパシタ。
  4. 前記他方の電極の各珪藻被殻がカーボンナノチューブでコーティングされている、請求項１に記載のスーパーキャパシタ。
  5. 前記一方の電極が疑似キャパシタとして実質的に構成されているが電気二重層キャパシタとしては実質的に構成されていない、請求項４に記載のスーパーキャパシタ。
  6. 前記他方の電極が電気二重層キャパシタとして実質的に構成されているが疑似キャパシタとしては実質的に構成されていない、請求項４に記載のスーパーキャパシタ。
  7. 前記電解質が非水電解質を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  8. 充放電中の電気化学反応の一部として前記一対の電極の間のイオン輸送が起こらない、請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  9. 前記電解質がイオン液体を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  10. 前記イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、請求項９に記載のスーパーキャパシタ。
  11. 前記イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、請求項９に記載のスーパーキャパシタ。
  12. 酸化グラフェンを備えるセパレータを更に備える請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  13. 前記一方の電極が酸化マンガンを更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  14. 前記電解質が水性電解質を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  15. 電解質と接触している非対称な一対の電極を備えるスーパーキャパシタであって、各電極が複数の珪藻被殻を備え、前記一対の電極のうち一方の電極が酸化マンガンを備え、前記一対の電極のうち他方の電極がカーボンナノチューブを備える、スーパーキャパシタ。
  16. 前記一方の電極の各珪藻被殻が酸化マンガンでコーティングされている、請求項１５に記載のスーパーキャパシタ。
  17. 前記一方の電極の各珪藻被殻が酸化マンガンを備えるナノ構造体でコーティングされている、請求項１６に記載のスーパーキャパシタ。
  18. 前記酸化マンガンが、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）、酸化マンガン（ＩＩ，ＩＩＩ）（Ｍｎ３Ｏ４）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、及び、酸化マンガン（ＩＩＩ）（Ｍｎ２Ｏ３）のうちの一種以上を備える、請求項１７に記載のスーパーキャパシタ。
  19. 前記他方の電極の各珪藻被殻がカーボンナノチューブでコーティングされている、請求項１５に記載のスーパーキャパシタ。
  20. 前記電解質が非水電解質を備える、請求項１６から１９のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  21. 前記電解質がイオン液体を備える、請求項１６から１９のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  22. 前記イオン液体が、ブチルトリメチルアンモニウム、１‐エチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐３‐メチルイミダゾリウム、１‐メチル‐３‐プロピルイミダゾリウム、１‐ヘキシル‐３‐メチルイミダゾリウム、コリン、エチルアンモニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチル（テトラデシル）ホスホニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、１‐エチル‐２，３‐メチルイミダゾリウム、１‐ブチル‐１‐メチルピペリジニウム、１‐メチル‐１‐プロピルピペリジニウム、１‐ブチル‐２‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐４‐メチルピリジニウム、１‐ブチル‐メチルピロリジニウム、ジエチルメチルスルホニウム、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のカチオンを備える、請求項２１に記載のスーパーキャパシタ。
  23. 前記イオン液体が、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロリン酸アニオン、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン、ヘキサフルオロリン酸アニオン、テトラフルオロホウ酸アニオン、硫酸エチルアニオン、リン酸ジメチルアニオン、メタンスルホン酸アニオン、トリフラートアニオン、トリシアノメタニドアニオン、リン酸ジブチルアニオン、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドアニオン、ビス‐２，４，４‐（トリメチルペンチル）ホスフィン酸アニオン、ヨウ化物アニオン、塩化物アニオン、臭化物アニオン、硝酸アニオン、及びこれらの組み合わせから成る群から選択された一種以上のアニオンを備える、請求項２１に記載のスーパーキャパシタ。
  24. 前記電解質が、該電解質中に溶解した塩を更に備える、請求項２１に記載のスーパーキャパシタ。
  25. 酸化グラフェンを備えるセパレータを更に備える請求項１５から１９のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
  26. 前記一方の電極が酸化亜鉛を更に備える、請求項１５から１９のいずれか一項に記載のスーパーキャパシタ。
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