濃厚電解液のイオン秩序構造と自由エネルギー描像：電池電極反応への応用

• Project/Area Number: 23K26759
• Project/Area Number (Other): 23H02066 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 藤井 健太 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (20432883)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松上 優 熊本高等専門学校, リベラルアーツ系理数グループ, 准教授 (50455177)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
• Keywords: 電解液 / イオン溶媒和 / 溶液構造解析 / Liイオン電池 / 超濃厚電解液 / 自由エネルギー解析

Outline of Research at the Start

高濃度のLi塩を溶解した超濃厚電解液を研究対象として、バルク・電極界面におけるLiイオンの構造および自由エネルギー描像を解明し、これを電池電極反応の理解と制御に応用する。（１）バルク電解液中で形成するLiイオンの溶媒和構造および構造秩序性を分子レベルで特定し、その自由エネルギーを決定する。また、（２）電極反応（電荷移動反応）の活性化エネルギーを実験的に決定するとともに、電極海面近傍のイオン構造および反応場特性を計算化学的に調べる。これらの成果と実際の電池特性（電気化学的特性）を照らし合わせ、構造および自由エネルギーに基づいて電池反応を理解し、制御するための基盤指針を定める。