| Project/Area Number |
23H00225
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
市坪 哲 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40324826)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡本 範彦 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (60505692)
河口 智也 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00768103)
李 弘毅 東北大学, 金属材料研究所, 特任助教 (80876706)
下川 航平 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (30876719)
田中 万也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (60377992)
岡村 浩之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (30709259)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥47,450,000 (Direct Cost: ¥36,500,000、Indirect Cost: ¥10,950,000)
Fiscal Year 2023: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
|
|---|
| Keywords | デュアルキャリア / 多価イオン / 蓄電池 / デントライト / リチウムイオン / 金属負極 / 合金負極 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
多価イオンをキャリアとする蓄電池系の基礎科学は端緒に就いたばかりである．これまで申請者は，デュアルイオンの協奏効果により，正極におけるイオン移動度の上昇機構を確立しつつあり，充電時に問題となる負極におけるデンドライト電析の抑制に成功しつつある．これらの機構を同時に利用し，事実上の最大エネルギー密度を有するメタルアノード・デュアルイオン蓄電池の実現を目指す．本研究では，デュアルイオン効果によるデンドライト抑制機構を利用し，それらのイオンが同時に脱挿入する事を可能にするハイエントロピー正極設計原理を導出し，デュアルイオンが織りなす正極の学理構築を目指す．
|
| Outline of Annual Research Achievements |
多価イオンをキャリアとする蓄電池系の基礎科学は端緒に就いたばかりである．これまで本研究グループは，デュアルイオンの協奏効果により，正極におけるイオン移動度の上昇機構を確立しつつあり，充電時に問題となる負極におけるデンドライト電析の抑制に成功しつつある．これらの機構を同時に利用し，事実上の最大エネルギー密度を有するメタルアノード・デュアルイオン蓄電池の実現が期待できる．そこで本研究では，デュアルイオン効果によるデンドライト抑制機構を利用し，それらのイオンが同時に脱挿入する事を可能にするハイエントロピー正極設計原理を導出し，デュアルイオンが織りなす正極の学理構築を目指した．本申請研究で明らかにしたい学術的な具体的問題を以下の通り掲げて遂行する予定であった．
・多価イオンの固体内拡散速度の向上に向けて，岩塩構造を酸化物正極のハイエントロピー化の効果を検証する．
・一価イオンと多価イオンのデュアルキャリアによる協奏効果を電気化学的手法と第一原理計算を併用して解明する．
・イオン間の協奏効果が発現する条件を見出し，最終的には室温で多価イオンが可動できる新たな正極材料を見出す．
以上の問題を解決することができれば,高エネルギー密度を有する新しい蓄電池を実現できる可能性は高いと考え,それに必要な装置や物品の購入を選定判別し,研究分担者,連携者と共に環境整備の準備段階にあった.
しかし,基盤Sが採択になったため，この基盤Aをやむなく辞退することになった.実際に基盤Aを遂行するために，少額ながら幾分かの利用を行った物品などは，基盤Sでも利用する事は可能であり，その結果は，基盤Sにつながるものと期待している．
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
