HV固体イオンキャパシタ(HV-SIC):基本コンセプト

	図1 HV固体イオンキャパシタ(HV-SIC)の基本コンセプト
	HV固体イオンキャパシタ(HV-SIC)の技術で最も重要なのは高電圧化の方法です。 単に電気二重層キャパシタの液体電解質を固体電解質に置き換えただけでは、数ボルト程度の電圧で電気分解が起きてしまいキャパシタにはなりません。 分極は電場に比例するので、電気分解を起こさずに電場を大きくすることが必要になります。 その基本コンセプトを図1に示します。固体内でプロトンが動くような固体電解質を使って長さ1mのセルを作り、その両端に電圧1.5Vをかければ電気分解が起こり、陰極からは水素が陽極からは酸素が発生します。 これは電解質が水の場合でも同じです。ここで電圧を1Vにすれば電気分解は起こりません。さて、セルの長さを100nmにした場合はどうでしょうか？やはり、電気分解は起こりません。 しかし、同じ電圧1Vをかけても長さが1mと100nmでは電場は大きくことなり、100nmの場合は10^7倍高くなります。これにともないキャパシタに蓄えられるエネルギーも10^7倍になりますが、 試料のサイズは10^-7倍になっているので、エネルギー密度は10^14倍も増加します。 この原理を使いHV固体イオンキャパシタ(HV-SIC)は、固体電解質内に特殊なナノ構造を形成することで、高電圧化によるエネルギー密度の増加を可能にしています。
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