出版社内容情報
総論
電池革新が拓く次世代電源事情
1．はじめに
2．電池の種類
3．携帯電話に見る電池技術革新の影響と次世代電源事情
●1990年代前半の携帯電話普及の下地形成期
●携帯電話の多機能化と次世代電源事情
4．ユビキタス情報分野における次世代電源事情
●さらなるエネルギー密度の向上を求めて
●急速充電可能な蓄電デバイスの魅力
5．エネルギー問題と次世代電源事情
●エネルギー消費の概観
●再生可能エネルギーと電池技術
●一次エネルギーの利用効率の向上と電池技術
6．その他の分野
7．おわりに
1 バイオ燃料電池
1.1 バイオ燃料電池のメカニズムと開発の現状
1．はじめに
2．バイオ燃料電池とは
●これまでのながれ
●特徴
●世界の動向
3．現在の研究動向（メカニズムと開発現状）
●基本構成と特性制御因子
●生体触媒
●メディエータと電極材料
4．実用を志向した展開
●酵素バイオ燃料電池
●微生物バイオ燃料電池
5．最後に（今後の技術・研究展望）
1.2 バイオ燃料電池の電極設計
1．概要
2．はじめに
3．グルコース―空気生物燃料電池の起電力
4．燃料電池構成のための電極反応特性
5．グルコース酸化のための金属電極の設計
6．金属アド原子修飾電極を用いたグルコースの酸化用触媒金電極の設計
●アンダーポテンシャルデポジション（UPD）法による触媒電極の作製
●異種金属担持金電極上でのグルコース酸化反応特性
●アルカリ性グルコース―空気電池の作製
7．エネルギー事情・環境問題とグルコース―空気電池
8．燃料電池電極でのクロス反応と酵素反応を用いた、グルコース―空気燃料電池
●酵素電極を用いたグルコース酸化と酸素還元
●電極特性の改良
9．おわりに～グルコース―空気電池の将来～
1.3 微生物利用バイオ燃料電池の開発
1．バイオマスから電気エネルギーを生産するバイオ燃料電池
●バイオマスエネルギー活用法
2．微生物利用型バイオ燃料電池における電流発生の原理
●細胞のエネルギー代謝
●微生物利用型バイオ燃料電池の性能
●エネルギー代謝の定量解析
●微生物利用型バイオ燃料電池における電子メディエータの役割
●燃料電池で鍵を握るプロトン交換膜
3．高出力発電を可能とさせたプロトン交換膜
4．バイオマス燃料と有用微生物のマッチング
5．持続可能な社会のためのバイオマス燃料
6．おわりに
1.4 非白金系酸素還元電極触媒の開発
1．はじめに
2．金ナノ粒子電極触媒
●金ナノ粒子修飾電極の作製
●金ナノ粒子電極触媒を用いた酸素還元反応
●酸素還元反応に対する金ナノ粒子のサイズおよびその形状の影響
●金ナノ粒子固定SAM修飾電極の酸素還元触媒能
3．デュアル電極触媒
●デュアル電極触媒の概念
●デュアル電極触媒を用いた酸素還元反応
4．おわりに
1.5 医療用バイオマイクロ燃料電池への取り組み
1．はじめに
2．医工学における小型電源
3．酵素を利用するバイオ燃料電池の研究
●研究動向
●ジアフォラーゼを用いる複合酵素アノード
●ビタミンK3をメディエータとする複合酵素アノードの特性
●グルコース／酸素燃料電池の出力特性
4．バイオマイクロ燃料電池を支える周辺技術
●バイオマテリアルの活用
●微細加工技術によるシステム化
5．おわりに
1.6 バイオ燃料電池用酵素の表面化学修飾
1．はじめに
2．ポリエチレンオキシド（PEO）によるタンパク質の化学修飾
3．PEO修飾がタンパク質に及ぼす効果
4．PEO修飾されたタンパク質の非水溶媒への溶解性およびその安定性
5．PEO修飾されたタンパク質の電子移動反応
6．おわりに
1.7 バイオ燃料電池の実用化への課題と用途開発
1．はじめに
2．バイオ燃料電池の用途と開発課題
●微小機器用電源
●モバイル機器等用電源
●廃棄物処理などと組み合わせた中小電源用
3．まとめ
2有機ラジカル電池
有機ラジカル電池―原理と応用―
1．安定な有機ラジカル分子とは
2．ニトロキシドラジカルの酸化還元と電池への適用
3．従来の有機電池
4．ニトロキシドラジカルポリマーの合成と電極作製
5．なぜニトロキシドラジカルのポリマーか
6．有機ラジカル電池の位置づけと試作展開
7．新しい可能性と将来展望
3 大容量キャパシタ
3.1 キャパシタの最近の展開
1．はじめに
2．キャパシタの高エネルギー密度化
●次世代電気二重層キャパシタ（ナノカーボン電極材料）
●レドックスキャパシタ（導電性ポリマー電極材料）
●レドックスキャパシタ（金属酸化物電極材料）
●イオン性液体キ ャパシタ
●非対称型ハイブリッドキャパシタ
●その他の新型キャパシタ
3．キャパシタの現状と今後の用途・市場
●現在の用途・市場
●今後の用途・市場
4．おわりに
3.2 電極にフラーレンを用いたキャパシタの開発
1．はじめに
2．フラーレンキャパシタ電極の作製とキャパシタ特性評価
●フラーレンC60―活性炭電極の作製と評価方法
●C60担持活性炭電極のキャパシタ特性評価
●超音波処理によるC60高分散担持
●C60担持方法の検討
●C60担持電極プロセスの解析
●非水系電解液における非対称セル評価とC60の電荷移動
3．まとめ
4．おわりに
3.3 キャパシタハイブリッドバス・トラックの開発
1．はじめに
2．ハイブリッド自動車への期待と課題
●従来自動車のエネルギー効率実態と高効率化課題
●高効率ハイブリッドバス・トラック用蓄電装置の要件
3．高性能キャパシタシステムの開発
●キャパシタセルの開発
●キャパシタモジュールおよびシステム構成
4．キャパシタ応用ハイブリッドバス・トラックの開発
5．キャパシタハイブリッドバス・トラックの性能
6．おわりに
3.4 高耐久性キャパシタの開発とキャパシタ実用化への課題
1．概要
2．電気二重層キャパシタの寿命
3．なぜキャパシタか
4．なぜキャパシタが壊れるか
5．信頼性と劣化の監視
6．高耐久性をどう保証するか
7．キャパシタとエネルギー密度
8．出力密度と内部抵抗
9．おわりに～今後の技術展開～
●動作状態の把握と制御
●キャパシタの将来
4 太陽電池
4.1 色素増感太陽電池
4.1.1 色素増感太陽電池の最近の展開
1．はじめに
2．色素増感太陽電池の性能
●現在の最高性能
●新しい高性能色素の開発
●電解質溶液の固体化、擬固体化
3．モジュールの作製と安定性
●モジュールの作製
●モジュールの耐久性
●プラスチック基板モジュール
4．これからの課題
●変換効率15％へ向けてのさらなる高性能化
●高性能化への開発戦略
●固体化色素増感太陽電池の開発
●大面積・集積型モジュールの開発
5．おわりに
4.1.2 ポリアニリンを用いた色素増感太陽電池の作製
1．導電性高分子ポリアニリンの位置づけ
2．二次電池の正極材料
3．ポリアニリンを対極に用いた色素増感型太陽電池
4.1.3 擬固体色素増感太陽電池の開発
1．はじめに
2．イオン液体ゲル
3．イオンパス
4．潜在性ゲル電解質前駆体
5．ハイソリッド型ゲル電解質
6．おわりに
4.1.4 メタルフリー色素を用いた高性能色素増感太陽電池の開発
1．はじめに
2．評価セルの作製方法とその評価方法
3．増感色素の基本構造
●吸着位置
●長鎖アルキル基の導入
4．吸収波長領域の広域化
●吸収領域の長波長化
●色素混合法での増感波長領域の広域化
5．常温連続動作試験の信頼性
6．おわりに
4.1.5 色素増感太陽電池用チタニア電極のフィルム化技術
1．検討の方向性
●はじめに
●印刷方式の選択
●ペースト製造方法の選択
2．低温焼成チタニア電極の性能
●低温焼成チタニア電極の基本性能
●低温焼成チタニア電極の状態変化
●分散の進行によるチタニア電極の変化
●測定データを変動させる要因
3．スクリーン印刷化技術
●パターン印刷の必要性
●スクリーン印刷ペースト化
4．今後の課題と展望
4.1.6 固体型色素増感太陽電池の高性能化
1．はじめに
2．CuIをp型半導体層とする固体型色素増感太陽電池の概要
3．ヨウ化銅層の形成とチオシアン酸イミダゾリウム添加効果
4．色素吸着多孔質TiO2層の表面被覆による電荷再結合の抑制と開回路電圧の向上
5．有機色素を用いる全固体型色素増感太陽電池
6．おわりにム
5．おわりに
執筆者
辰巳国昭 （独）産業技術総合研究所ユビキタスエネルギー研究部門蓄電デバイス研究グループ グループ長
加納健司 京都大学大学院農学研究科 教授
辻村清也 京都大学大学院農学研究科 助手
谷口 功 熊本大学工学部物質生命化学科 工学部長／教授
柿薗俊英 広島大学大学院先端物質科学研究科 助教授
大坂武男 東京工業大学大学院総合理工学研究科 教授
岡島武義 東京工業大学大学院総合理工学研究科 助手
西澤松彦 東北大学大学院工学研究科 教授
中村暢文 東京農工大学大学院共生科学技術研究部 助教授
大野弘幸 東京農工大学大学院共生科学技術研究部 教授
柳下立夫 （独）産業技術総合研究所バイオマス研究センター 主任研究員
須賀健雄 早稲田大学理工学術院応用化学専攻 助手
西出宏之 早稲田大学理工学術院応用化学専攻 教授
直井勝彦 東京農工大学大学院共生科学技術研究部 教授
荻原信宏 東京農工大学大学院共生科学技術研究部 助手
岡島敬一 筑波大学大学院システム情報工学研究科 講師
佐々木正和 日産ディーゼル工業（株） 開発顧問／研究部キャパシタ＆ハイブリッドシステム研究開発担当
岡村廸夫 （株）パワーシステム 代表取締役会長
荒川裕則 東京理科大学工学部工業化学科 教授
倉本憲幸 山形大学大学院理工学研究科 教授
早瀬修二 九州工業大学大学院生命体工学研究科 教授
松井文雄 （株）林原生物化学研究所東京研究センター センター長
大高秀夫 （株）林原生物化学研究所東京研究センター横浜分室 研究員
安藤宗徳 東洋インキ製造（株）技術・研究・開発本部顔料研究所 研究員
昆野昭則 静岡大学工学部物質工学科 助教授
G.R.Asoka Kumara 静岡大学工学部物質工学科／（独）日本学術振興会 外国人特別研究員
松村道雄 大阪大学太陽エネルギー化学研究センター 教授
大佐々崇宏 大阪大学大学院基礎工学研究科博士後期課程／大阪大学太陽エネルギー化学研究センター リサーチ・アシスタント
上原 赫 京都大学エネルギー理工学研究所 客員教授／大阪府立大学名誉教授
吉川 暹 京都大学エネルギー理工学研究所 教授
松木伸行 （財）神奈川科学技術アカデミー 研究員
鯉沼秀臣 （独）物質・材料研究機構 理事
小久見善八 京都大学大学院工学研究科 教授
安田和明 （独）産業技術総合研究所ユビキタスエネルギー研究部門次世代燃料電池研究グループ グループ長
尾崎純一 群馬大学大学院工学研究科 助教授
大門英夫 日立マクセル（株）開発本部新デバイスセンター 主任研究員
川上浩良 首都大学東京都市環境学部 助教授
北村幸太 東洋紡績（株）総合研究所コーポレート研究所プロジェクトA
春日敏宏 名古屋工業大学大学院工学研究科 教授
山本貴光 （財）鉄道総合技術研究所車両制御技術研究部動力システム 主任研究員
神谷信行 横浜国立大学大学院工学研究院 教授
高須芳雄 信州大学繊維学部精密素材工学科 教授
小山俊樹 信州大学繊維学部機能高分子学科 助教授
高橋政志 武蔵工業大学工学部環境エネルギー工学科 講師
小林光一 武蔵工業大学工学部環境エネルギー工学科 教授
江口浩一 京都大学大学院工学研究科 教授
山崎 啓 関西電力（株）研究開発室エネルギー利用技術研究所 主席研究員
福井武久 （株）ホソカワ粉体技術研究所 執行役員／研究開発本部 本部長
石原達己 九州大学大学院工学研究院 教授
伊原 学 東京工業大学炭素循環エネルギー研究センター 助教授
上野 晃 東陶機器（株）総合研究所事業開発部燃料電池開発グループ グループリーダー
小笠原慶 東京ガス（株）総合研究所 主幹研究員
吉野 彰 旭化成（株）吉野研究室室長／理事／旭化成グループフェロー
山田淳夫 東京工業大学大学院総合理工学研究科 助教授
境 哲男 （独）産業技術総合研究所ユビキタスエネルギー研究部門電池システム連携研究体 連携研究体長／神戸大学併任教授
鈴木真也 東京大学先端科学技術研究センター 助手
宮山 勝 東京大学先端科学技術研究センター 教授
仁科辰夫 山形大学大学院理工学研究科 助教授
周 豪慎 （独）産業技術総合研究所エネルギー技術研究部門 主任研究員
金村聖志 首都大学東京都市環境学部 教授
富永洋一 東京工業大学大学院理工学研究科 助手
堀江英明 日産自動車（株）総合研究所第一技術研究所 主管研究員
新井寿一 （株）日立製作所日立研究所電池研究部電池デバイスユニット ユニットリーダ／主任研究員
岩倉千秋 大阪府立大学名誉教授
湯浅浩次 松下電池工業（株）コーポレート部門技術戦略グループ グループマネージャー
石和浩次 三洋電機（株）モバイルエナジーカンパニーニューオートモーティブプロジェクト シニアマネージャー
武江正夫 三洋電機（株）モバイルエナジーカンパニーニューオートモーティブプロジェクト マネージャー
目次
総論
１ バイオ燃料電池
２ 有機ラジカル電池
３ 大容量キャパシタ
４ 太陽電池
５ 燃料電池
６ リチウムイオン電池
７ ニッケル‐水素電池
