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Electrochemical properties of Fe-based layered perovskites as cathode materials of rechargeable aqueous batteries

Research Project

Project/Area Number 22K14763
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 36020:Energy-related chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Miyahara Yuto  京都大学, 工学研究科, 助教 (60807816)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords水系二次電池 / 正極材料 / 層状ペロブスカイト
Outline of Research at the Start

再生可能エネルギーの利用率を大幅に引き上げるためには、現状のリチウムイオン電池を凌駕する低コスト/高安全な新規二次電池が求められており、本質的に不燃性である水系電解質を利用した新規二次電池の開発が期待されている。本研究では層状ペロブスカイト構造を有する鉄系化合物に着目し、オペランド測定を駆使した反応ダイナミクス解析ならびに構造および組成制御による高容量化を推進し、低コスト/低資源リスク/高安全な新規水系二次電池正極の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Electochemical properties of layered perovskite oxide LaSr3Fe3O10-d in alkaline media was investigated. By various operando characterization, the effect of the salts in alkaline electrolytes and the elemental composition of the layered perovskite oxide, the charge-discharge mechanism of the material was successfully clarified. Through optimization of the elemental composition of the layered oxide, the charge-discharge capacity of the novel material was twice as high as that of LaSr3Fe3O10-d.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は申請者らが新たに見出した二次電池材料の充放電機構を明らかにしたものであり、高エネルギー密度化の実証と併せた研究の展開に成功した点において学術的意義があると考えられる。また、本研究は二次電池分野のさらなる発展に際して課題となりうる資源リスクや安全性課題を低減し得るものであり、今後の継続的な研究によって水系二次電池の可能性を広げるものであると期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results)

  • [Journal Article] Insights into the Interlayer Water-Induced Reversible Proton Insertion and Deinsertion in Ruddlesden-Popper Layered Fe Oxides2023

    • Author(s)
      S. Tashiro, Y. Miyahara, C. Lee, H. Kiuchi, T. Abe, K. Miyazaki
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 35 Issue: 17 Pages: 7039-7048

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.3c01330

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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