| Project/Area Number |
23K23441
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| Project/Area Number (Other) |
22H02173 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 36020:Energy-related chemistry
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Itoh Takashi 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (40302187)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 俊 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (30706809)
前田 敏輝 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (80202307)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | その場ラマン分光法 / 金属の溶解析出反応 / 添加剤 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、金属の溶解析出反応を制御する有機物質（添加剤）の動的挙動を超高感度ラマン分光法にて追跡し、有機物添加剤の金属電極への吸着形態や反応過程を解明する。その結果をもとに、添加剤として機能している有機物質を含む電解液中において、金属の溶解析出反応における添加剤の役割および金属の溶解析出反応との関連性を導き出す。金属の溶解析出反応における添加剤の開発に指針を与えるのみならず、金属の溶解析出反応の根源的問題の解決に貢献できうる。金属の溶解析出反応および添加剤の役割に関する統一的な見解を打ち出し、電極界面における金属析出の制御および高性能な電池へと繋げることを目標としている。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research project, the dynamic motion of organic molecules (additives) that control the metal dissolution and deposition reaction was analyzed using surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy to elucidate the adsorption form and reaction process of organic additives at the interface of the metal electrodes. Based on the results, we were able to acquire the role of the additives in the dissolution-deposition reactions of metals in electrolytic solutions containing organic molecules functioning as additives and their relationship to the dissolution-precipitation reaction of metals. In particular, the dynamical motion of the additives at the electrode interface by SERS spectroscopy led to remarkable results in this research project. This not only provides a guideline for the development of additives in metal dissolution/deposition reactions, but also has the potential to contribute to the solution of fundamental problems in metal dissolution/deposition reactions.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
この研究課題では金属の溶解析出反応および添加剤の役割に関する統一的な見解を打ち出し、電極界面における金属析出の制御および高性能な電池特性へと繋げることを最終目標としている。当該研究課題で着目する電極反応は、ポストリチウム電池である革新型蓄電池に繋がる重要な研究課題と密接に関連しており、今後の電池の研究開発に一石を投じる研究課題である。この目標の達成は、革新的な高性能蓄電システムへと繋ぐ礎となると同時に、現在の蓄電池性能を凌駕する高性能化・長寿命化・低コスト化に繋がる社会的意義を有している。
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