Thermochemical ionics using independently acting coordination-polymer nanoparticles' electrodes

• Project/Area Number: 25K01780
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 34010:Inorganic/coordination chemistry-related
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 栗原 正人 山形大学, 理学部, 教授 (50292826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石崎 学 山形大学, 理学部, 准教授 (60610334) ; 安東 秀峰 山形大学, 理学部, 准教授 (00754946)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2028: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2026: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 熱起電力 / ナノ粒子 / プルシアンブルー / 金属酸化物 / カーボンナノチューブ

Outline of Research at the Start

アルカリ金属イオンの溶媒和/脱溶媒和や酸化還元に伴いそれを脱挿入するナノ結晶の構造変化を駆動力とした『熱(<100℃)⇒電気エネルギー変換素子』を開発する。独自のバインダーフリー電極構造（単層カーボンナノチューブがナノ粒子に絡みつき電気伝導を保持・高密度のナノ粒子の周囲に隙間が生じ電解質溶液を満たすことで理想的には粒子個々が独立して機能）を使って研究を推進する。ナノ粒子はプルシアンブルーとその類似体や金属酸化物を利用し、熱起電圧の発生機構の解明を実験と理論計算により進める。従来型電極との差別化を図るため「小さい充放電電流」を「充放電速度」と「充填量」を向上させ改善する。