KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 60423240

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検索結果: 10件 / 研究者番号: 60423240

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1. ルチル型複合酸化物から始まる次世代蓄電池負極材料の創製と応用

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関	鳥取大学
研究代表者	薄井洋行鳥取大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2023-04-01 – 2027-03-31交付
キーワード	ルチル型複合酸化物 / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / 粒子サイズ / 拡散経路 / 酸化物系固体電池 / 酸化物系負極材料 / 酸素欠損 / 不純物ドープ
研究開始時の研究の概要	ルチル型酸化チタン（TiO2）は，リチウムイオン電池負極として非常に安価で資源豊富な材料であり，その結晶のc軸方向に格段に高いLi+拡散能を有する．ただし，ab面内方向にはLi+の拡散が非常に遅いため性能が致命的に制限され，これまで全く注目されてこなかった．研究代表者はNbのドープ，単結晶化，粒子形 ...
研究実績の概要	資源が豊富で安価なNaを用いたナトリウムイオン電池は，定置用や車載用の電源として有望な蓄電デバイスであり注目を集めている．ただし，Li+よりもサイズが大きいNa+を可逆的に吸蔵できる負極活物質の探索が課題である．これまでに研究代表者はc軸方向に沿った一次元的なNa+拡散経路を有するルチル型TiO2の ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件、オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件うち招待講演 1件) 図書 (4件) 産業財産権 (2件)

2. 光合成関連物質とTiO2/MnO2複合電極の融合に基づく新規光充放電機構の創出

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関	鳥取大学
研究代表者	薄井洋行鳥取大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2023-06-30 – 2026-03-31交付
キーワード	光電気化学キャパシタ / 酸化チタン / 酸化マンガン / 光合成関連物質 / ナトリウムイオン吸着 / クロロフィル
研究開始時の研究の概要	研究代表者はこれまでに光電変換材料（TiO2）と蓄電材料（MnO2）からなる光電気化学キャパシタ電極を考案し，光照射に基づくNa+吸着－脱離反応（光充放電）が行えることを世界で初めて見出してきた．さらに，自然界の植物に含まれる光合成関連物質を電極－電解液界面に使用することにより，光充放電特性を顕著に ...
研究実績の概要	光電気化学キャパシタは，光電変換により発電を行う太陽電池と低い充電電圧でも動作可能な電気化学キャパシタを組み合わせた新しいデバイスである．これまでにわれわれは，安価な光電変換材料であるTiO2と，Na+を吸着する電極材料であるMnO2を一体化させた複合電極において光照射に基づく充放電反応が発現するこ ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件) 学会発表 (4件うち国際学会 1件、招待講演 1件)

3. ケイ素を用いた次世代リチウムイオン電池の創製

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
研究機関	鳥取大学
研究代表者	坂口裕樹鳥取大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2025-03-31交付
キーワード	リチウム二次電池 / ケイ素系電極 / 不純物元素ドープ / 金属ケイ化物 / コンポジット / ケイ素系負極 / ケイ化物 / 多相化 / 多元化 / リンドープ / イオン液体 / 単粒子測定 / コンポジット化 / シリサイド / イオン液体電解液 / 軟X線発光分光法 / 電極／電解質界面
研究開始時の研究の概要	ケイ素(Si)はリチウム二次電池用系高容量負極活物質として大変魅力的であるが，充放電時の大きな体積変化に起因して乏しいサイクル寿命しか示さない．これに対し，応募者は(I)Siへの不純物ドープ，(II)金属のケイ化物化および(III)Siと金属ケイ化物のコンポジット化により優れた電極性能が得られること ...
研究実績の概要	LaSi2/Siコンポジット電極は優れた充放電サイクル寿命を示すが，それでも1200サイクル程で劣化してしまう．充放電前ではLaSi2マトリックス相中にSi相が微分散した組織が形成されていたことから，弾性的なLaSi2がSiからの応力を緩和し電極崩壊を抑制することは確かであると考えられる．しかしなが ...
現在までの達成度 (区分)	2: おおむね順調に進展している

この課題の研究成果物	雑誌論文 (26件うち査読あり 26件、オープンアクセス 14件) 学会発表 (86件うち国際学会 3件、招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (6件)

4. 不純物元素をドープしたルチル型酸化チタンからなる次世代蓄電池負極の創製

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関	鳥取大学
研究代表者	薄井洋行鳥取大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31完了
キーワード	ルチル型酸化チタン / 不純物元素ドーピング / ナトリウムイオン電池 / リチウムイオン電池 / 酸素欠損 / 単結晶 / 粒子形状 / 電荷密度 / 負極 / 結晶性 / 負極材料 / 不純物ドープ
研究開始時の研究の概要	ルチル型TiO2は，Liイオン電池負極として，非常に安価で資源豊富な材料であり，その結晶のc軸方向に格段に高いLi+拡散能を有する．ただし，ab面内方向にはLi+の拡散が非常に遅いため性能が致命的に制限され，これまで全く注目されてこなかった．応募者は結晶性の向上とNbのドープという独自の工夫によりこ ...
研究成果の概要	ナトリウムイオン電池の負極活物質として，c軸方向に一次元的な拡散経路を有し，電子伝導性が低いルチル型TiO2に着目し，独自の材料化学的方法論に基づきその潜在的性能を引き出す取り組みを行った．水熱合成法で調製したNb-doped TiO2に酸素欠損を導入すると長期サイクル性能が向上することを見出した． ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (17件うち査読あり 17件、オープンアクセス 5件) 学会発表 (29件うち国際学会 2件、招待講演 10件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (5件)

5. 次世代Li二次電池用Si系負極活物質の創製と電極－イオン液体電解質界面の最適化

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	無機工業材料
研究機関	鳥取大学
研究代表者	坂口裕樹鳥取大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31完了
キーワード	リチウムイオン電池 / 負極 / ケイ素 / イオン液体 / コンポジット化 / ドーピング / リチウム二次電池 / イオン液体電解液 / ガスデポジション法 / 電極－電解質界面 / ケイ素負極 / Ni-P被覆 / リチウムイオン電池負極 / 無電解めっき
研究成果の概要	リチウム二次電池 (LIB)用Si系負極活物質を創製しその電気化学的特性を調べた．ケイ化物/Siコンポジットにおけるケイ化物を多元化するとコンポジット電極のLIB負極特性が向上することを明らかにした．また，Ni-P/Si電極の調製条件を最適化した結果，Ni-Pを被覆し800℃で熱処理したものが良好な ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (18件うち査読あり 18件、オープンアクセス 5件) 学会発表 (44件うち国際学会 7件、招待講演 13件) 図書 (5件) 備考 (1件)

6. ルチル型酸化チタンが拓くナトリウムイオン電池の負極活物質創製

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	デバイス関連化学
研究機関	鳥取大学
研究代表者	薄井洋行鳥取大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31完了
キーワード	ルチル型TiO2 / ナトリウムイオン電池 / 負極 / Nbドーピング / ルチル型酸化チタン / 界面活性剤 / 単結晶 / 不純物ドープ / 水熱合成法 / 微細構造解析 / ゾル－ゲル法
研究成果の概要	資源の心配が無い材料で構成できるナトリウムイオン電池は魅力的な蓄電池である．ただし，電荷を運ぶNa+のサイズが大きいため，負極材の中でのNa+の移動は極めて遅い．このため充放電の速度が非常に小さく，これがこの電池の実用化を阻んでいる．本研究では，希少元素を含まず，低コストであり，広いサイズのNa+移 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (9件うち査読あり 9件、謝辞記載あり 4件) 学会発表 (29件うち国際学会 3件、招待講演 7件) 図書 (4件)

7. 次世代ケイ素系負極を活かすためのイオン液体電解液との界面構築

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	デバイス関連化学
研究機関	鳥取大学
研究代表者	薄井洋行鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授
研究期間 (年度)	2013-04-01 – 2016-03-31完了
キーワード	リチウムイオン電池 / ケイ素系負極 / イオン液体電解液 / ナトリウムイオン電池 / 電極－電解質界面 / ルチル型酸化チタン / リチウム二次電池 / ケイ素負極
研究成果の概要	イオン液体は，従来の有機溶媒には無い優れた難燃性を示すため，高いエネルギー密度を有する次世代蓄電池に相応しい安全な電解液となり得る．そこで，本研究では脱溶媒和しやすいアニオンと，Li+の界面移動を促すカチオンからなるイオン液体をリチウムイオン電池の電解液に適用した．負極には，研究代表者が開発した高速 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (2件うち査読あり 2件、謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件うち招待講演 2件) 図書 (3件)

8. ケイ素とガスデポジション法を用いた次世代リチウム二次電池用負極の創製

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	機能材料・デバイス
研究機関	鳥取大学
研究代表者	坂口裕樹鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2015-03-31完了
キーワード	リチウム二次電池 / 負極 / ケイ素 / 合金 / シリサイド / ガスデポジション法 / 厚膜 / 二次電池 / リチウムイオン電池 / 負極材料 / ガスデポジション / リチウム電池
研究成果の概要	次世代リチウム二次電池の高容量負極活物質として期待されるケイ素の乏しいサイクル寿命を克服するため，これを希土類金属シリサイドとコンポジット化しガスデポジション法により厚膜化した電極の負極性能を調べた．種々の希土類シリサイドを検討した中で，Gd－SiとSiからなる電極が最も優れた性能を示すことを見出し ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (7件うち査読あり 7件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (37件うち招待講演 1件) 図書 (11件) 産業財産権 (1件)

9. ガスデポジション法によるリチウム二次電池用ケイ素-合金コンポジット厚膜電極の創製

研究課題

研究種目	基盤研究(C)
研究分野	機能材料・デバイス
研究機関	鳥取大学
研究代表者	坂口裕樹鳥取大学, 大学院・工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2009 – 2011完了
キーワード	リチウム二次電池 / 負極 / ケイ素 / 合金 / シリサイド / ガスデポジション / 厚膜 / 負極材料 / 電解液 / イオン液体 / 二次電池 / リチウム電池 / コンポジット
研究概要	ケイ素は次世代のリチウム二次電池負極材料として期待されているが充放電サイクル寿命に乏しい等の問題がある.これらを克服するために,種々の遷移金属シリサイドとのコンポジット化を図ると共にガスデポジション法による厚膜電極化を行った.結果としてLaSi_2とのコンポジットが最も優れた負極特性を示すことがわか ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (13件うち査読あり 10件) 学会発表 (50件) 図書 (16件) 備考 (2件)

10. 有機無機複合体多層薄膜を用いた新規蓄光デバイスの開発

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	薄膜・表面界面物性
研究機関	(財)電気磁気材料研究所 (2007-2008) 神戸大学 (2006)
研究代表者	薄井洋行 (財)電気磁気材料研究所
研究期間 (年度)	2006 – 2008完了
キーワード	自己組織化 / 表面・界面物性 / 光物性 / 半導体物性 / 結晶成長 / 表面・界面 / 界面・表面物性
研究概要	本研究課題の新規蓄光デバイスは、配列化した半導体ナノ粒子層とインターカレーションイオンを収納できるナノ空間を作る有機分子との複合体で構成される。自己組織化によってナノ構造を有する半導体材料を物理気相蒸着法および湿式化学合成法を用いて作製し、サイズ制御と構造解析を行った。物理気相蒸着法として、分子線エ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (15件うち査読あり 14件) 学会発表 (14件) 図書 (1件)