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Development of novel solid refregerating technique "battery referegeration"

Research Project

Project/Area Number 17K17793
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Applied materials
Structural/Functional materials
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Katayama Naoyuki  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50623758)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords量体化 / エントロピー / 冷凍 / 層状三角格子系 / 三量体 / 電池反応 / 冷凍材料 / 三角格子 / 外場制御 / 固体冷凍 / リチウムイオン電池 / 電界制御 / 複合自由度 / 一次相転移
Outline of Final Research Achievements

LixVS2 systems show various structural transitions in low temperature accomapnied by the cluster formation accompanied by a large entropy change. In order to take advantage of the entropy change as a novel solid refregerating material, which can be obtained by using Li ion battery reactions, we investigated the Li battery applications and also studied the physical properties of each electric phases. As a result, we cannot attain a large entropy change by Li (de)intercalation process, we successfully identified novel electric phase of Li0.33VS2, where the linear vanadium trimer formation appears accompanied by a large entropy change. We reported the results as a paper and attained the patent relating to the material.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で得られたLi0.33VS2における巨大エントロピー変化は、金属において生じるという特徴があり、これは従来の巨大エントロピー変化材料には見られない特徴である。金属は一般に高熱伝導度を持つことから、高熱伝導性潜熱蓄熱材料など、新しい機能性材料を実現するための道が拓かれた。また、最終年度の研究により、本研究で題材とした量体化系は高温相において既に量体化の短距離秩序を生じていることが明らかになった。このことは、高温相で秩序が既に発達していることを示しており、従来のエントロピー変化メカニズムに大きな変更を加える必要がある。このように、学術的にも社会的にも大きな意義が得られた。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Intercalated Cu+ ion dynamics in the two-dimensional layered compound Cu0.33TiSe22020

    • Author(s)
      Kitou Shunsuke、Hasegawa Takumi、Nakano Akitoshi、Katayama Naoyuki、Tsutsui Satoshi、Sawa Hiroshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 101 Issue: 9 Pages: 094108-094108

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.094108

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      Kojima K.、Katayama N.、Tamura S.、Shiomi M.、Sawa H.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 100 Issue: 23 Pages: 235120-235120

    • DOI

      10.1103/physrevb.100.235120

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      Kitou S.、Nakano A.、Kobayashi S.、Sugawara K.、Katayama N.、Maejima N.、Machida A.、Watanuki T.、Ichimura K.、Tanda S.、Nakamura T.、Sawa H.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Issue: 10 Pages: 104109-104109

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.104109

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    • Author(s)
      Kobayashi Shintaro、Katayama Naoyuki、Manjo Taishun、Ueda Hiroaki、Michioka Chishiro、Sugiyama Jun、Sassa Yasmine、Forslund Ola Kenji、Mansson Martin、Yoshimura Kazuyoshi、Sawa Hiroshi
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 印刷中 Issue: 21 Pages: 14304-14315

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.9b00186

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      Kitou Shunsuke、Kobayashi Shintaro、Kaneko Tatsuya、Katayama Naoyuki、Yunoki Seiji、Nakamura Toshikazu、Sawa Hiroshi
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 99 Issue: 8 Pages: 081111-081111

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.081111

    • NAID

      120006643273

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      Katayama N., Tamura S., Yamaguchi T., Sugimoto K., Iida K., Matsukawa T., Hoshikawa A., Ishigaki T., Kobayashi S., Ohta Y., Sawa H.
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 98 Issue: 8

    • DOI

      10.1103/physrevb.98.081104

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      Katayama N.、Otsuka K.、Mitamura M.、Yokoyama Y.、Okamoto Y.、Takenaka K.
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 113 Issue: 18 Pages: 181902-181902

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    • Inventor(s)
      片山尚幸、田村慎也、澤博
    • Industrial Property Rights Holder
      片山尚幸、田村慎也、澤博
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 高伝導性潜熱蓄熱材料2018

    • Inventor(s)
      片山尚幸
    • Industrial Property Rights Holder
      片山尚幸
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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