Attempt at Diffusion NMR and Molecular Identification using Strong Magnetic Field Gradients of High-Temperature Superconducting Bulk Magnets

• Project/Area Number: 24K01618
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 高橋 雅人 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (60392015)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂井 直道 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (00415936) ; 横山 和哉 足利大学, 工学部, 教授 (60313558)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2028: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2027: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2024: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
• Keywords: 高温超伝導バルク磁石 / 拡散NMR / 全固体リチウムイオン電池 / オペランド解析

Outline of Research at the Start

高温超伝導は1986年に発見された液体窒素温度程度で電気抵抗がゼロになる現象である。
この高温超伝導結晶の塊であるバルク磁石を産業応用する研究開発が日本を中心に進められており、本研究では小型で強力な磁場を発生できる特徴を活かして高温超伝導バルク磁石を用いたNMR測定装置を開発する。NMRは強力な磁場を用いて核スピンから直接情報を得る方法であり、本研究では強力な静磁場勾配を利用してリチウムイオンの移動状態を追跡する。現在世界で開発が進められている全固体リチウムイオン電池の高性能化には電解質内部や境界のリチウムイオンの動態を観察することが重要であり、これに利用できる装置を開発する。