| Project Area | Science on Interfacial Ion Dynamics for Solid State Ionics Devices |
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| Project/Area Number |
19H05813
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 優実 東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (00436619)
獨古 薫 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117)
松井 雅樹 北海道大学, 理学研究院, 教授 (70639210)
大西 剛 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (80345230)
太子 敏則 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (90397307)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥306,150,000 (Direct Cost: ¥235,500,000、Indirect Cost: ¥70,650,000)
Fiscal Year 2023: ¥51,610,000 (Direct Cost: ¥39,700,000、Indirect Cost: ¥11,910,000)
Fiscal Year 2022: ¥53,040,000 (Direct Cost: ¥40,800,000、Indirect Cost: ¥12,240,000)
Fiscal Year 2021: ¥57,590,000 (Direct Cost: ¥44,300,000、Indirect Cost: ¥13,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥52,390,000 (Direct Cost: ¥40,300,000、Indirect Cost: ¥12,090,000)
Fiscal Year 2019: ¥91,520,000 (Direct Cost: ¥70,400,000、Indirect Cost: ¥21,120,000)
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| Keywords | 全固体電池 / 薄膜 / 界面 / 単結晶 / 電荷蓄積 / 固体イオニクス / Interface Ionics / Mixed Conductor / Solid Electrolyte / Single Crystal / Thin Film |
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| Outline of Research at the Start |
固体内において電子・ホール以外にイオンが電荷キャリアとなる”蓄電固体材料”の界面で、イオンが高速に移動する、或いはイオンが高濃度に蓄積する現象を自在に操るための「蓄電固体界面科学」の学理構築を領域目的としています。本研究は、単結晶、薄膜材料、原子層で厚み制御できる技術などを活用してイオン移動・蓄積に影響を及ぼす因子を詳細に解明できるモデル界面を作成し、基礎的な評価を行います。高度計測（A02）への試料提供、理論・データ（A03）の実験的検証、機能開拓（A04）のモデル形成を行うことで、領域の学理構築に貢献します。
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| Outline of Final Research Achievements |
The A01 project focuses on model interfaces, including synthesizing model base materials, constructing and accelerating ion transport model interfaces, and increasing the concentration of ion accumulation model interfaces.
Key achievements in ion transport interface, fundamental directions for developing advanced coating layer and low-resistive electrode-solid (or liquid) electrolyte interface, stabilizing the charge-discharge reactions of electrode with large volume change was clarified.
Ion accumulation interfaces were examined using single-crystal substrates like LixLa(1-x)/3NbO3 (LLNbO). TSDC measurements on LLNb/Pt cells revealed that the electric field direction relative to the c-axis affects charge quantity and stability.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
全固体電池の電極―固体電解質の低抵抗・高安定な界面を構築するための基礎原理をモデル界面を用いた研究をもとに解明できたことは、特に蓄電固体材料の界面の平衡論を考えるうえで重要な基礎学術構築に貢献した。また、その知見をもとに具体的な界面形成法、材料選択の指針、高性能新材料の開発に展開できたことは、全固体電池が現在低炭素社会やそれを基軸とする経済発展のコアデバイスの一つとして期待されていることを考えると、社会的意義も大きいと考えられる。
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