平面型マイクロスーパーキャパシタ

マイクロスーパーキャパシタ（MSC, micro-super-capacitor）は，電極の電気二重層にイオン種が物理吸着することで充放電が起こるエナジーストレージデバイスで，電気二重層キャパシタとも呼ばれているものです。電荷を対向電極に蓄えるキャパシター(Fig1a)では，急速な自己放電が起こってしまいますが，MSCではイオン種の物理吸着によってエネルギーが蓄えられるために，キャパシタよりもはるかに蓄電性の高いデバイスです。

従来のMSCは，Fig.1bのような対向電極とセパレーターとからなるサンドウィッチ型で，これはリチウムイオン電池と同様な構造となっています。

これに対して，平面型MSCは，Fig.1ｃに示すような，くし形電極と電解質とからなる構造で，近年諸外国の研究機関で精力的な研究が行われてきています。我が国では，私たちのグループが先駆的な研究報告を行ってきました。平面型ＭＳＣにおいては，樹脂フィルム基材へのレーザー直接描画による導電性カーボンくし形電極のっ作成が有効な手法となっていますが，レーザープロセッシングと電気化学とが，かなり異分野であることもあり，我が国では平面型ＭＳＣの検討があまり行われていない現状であるように思われます。

Fig.1

Fig.2

Fig.3

Fig.4

以下の動画では，フレキブルなフィルム状の平面型マイクロスーパーキャパシタ（In-plane microsuper capacitor, MSC）を，ソーラーセルのバックアップ用エナジーストレージデバイスとして用いています。動画の20秒前後のところで，MSCが折り曲げられているにも関わらず，動作しています。これは，平面型MSCの電極が，セパレーターを必要としない，導電性カーボンくし形電極からなる構造であることによります。平面型MSCは，折れ曲がりが想定されるウェアラブル用途においても安全性の高いデバイスです。