抄録/ポイント：
抄録/ポイント
文献の概要を数百字程度の日本語でまとめたものです。
部分表示の続きは、JDreamⅢ(有料)でご覧頂けます。
J-GLOBALでは書誌(タイトル、著者名等)登載から半年以上経過後に表示されますが、医療系文献の場合はMyJ-GLOBALでのログインが必要です。
現在,スマートグリッド対応蓄電キャパシタとして求められる性能(1kW/kg以上のエネルギー密度と10kW/kg以上の出力密度)を持つ蓄電デバイスは存在せず,これを開発できれば大電力の短時間での充放電が可能となり,社会への貢献は大である。現存蓄電デバイスとして用いられているセラミックス積層コンデンサ(MLCC)などのキャパシタ材料は,その出力密度は100kW/kgと非常に高いもののエネルギー密度は0.1Wh/kgに留まり,スマートグリッド対応蓄電キャパシタとしての応用は厳しい。この原因はチタン酸バリウム(BaTiO
3,BT)誘電体セラミックスを金属電極と交互に積層したデバイス構造のため電極面積が積層数に依存することでの蓄電量への限界,かつBTセラミックスには高密度で粒界が存在するため高耐圧への限界による。見かけの比誘電率1,000,000以上を達成するには,電極面積をMLCCよりも100倍程度増加させ,かつ誘電体厚さを1/10以下にすることで,また1MV/mm程度の耐圧性の達成には誘電体層における粒界を除去することで実現できる。本研究では,MLCCよりも100倍以上大きな電極面積を有し,かつ粒界構造を持たない50nm厚さの誘電体層を持つ導電体/誘電体/導電体3次元構造全固体セラミックスキャパシタを創生する。そこで導電体(電極)としてペロブスカイト型構造を持つニッケル酸ランタン(LaNiO
3,LN)を,誘電体としてBTを選択する。まず,100nmサイズのLN粒子の圧粉体(相対密度60%程度)を熱処理しネッキング構造の導入により作製したLN導電体多孔セラミックス上に約50nm厚さのBT誘電体セラミックスを200°C前後でのソルボサーマル固化法を用いてエピタキシャル被覆し,更にその上に同じソルボサーマル固化法を用いてLN導電体セラミックスを被覆した導電体/誘電体/導電体3次元構造を持つ全固体セラミックスキャパシタを作製する。これにより比誘電率が1,000,000以上で,電場依存性や周波数依存性がなく,500°C付近までフラットな比誘電率の温度依存性,かつ1MV/mm程度の耐圧性を持つキャパシタを創生する。これにより,1kWh/kg以上のエネルギー密度と10kW/kg以上の出力密度という相反する特性を両立する蓄電デバイスを実現し,社会に貢献する。(著者抄録)
