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Development of magnesium batteries using topotactic extraction/insertion reactions of oxide ions from/in transition metal oxides for cathode reactions

Research Project

Project/Area Number 26630493
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Energy engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

HIBINO Mitsuhiro  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 上席研究員 (20270910)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) MIZUNO Noritaka  東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50181904)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords二次電池 / マグネシウム電池 / 正極材料 / ペロブスカイト型酸化物
Outline of Final Research Achievements

Perovskite-type SrFeO3 was applied to a cathode material of magnesium batteries. When a SrFeO3 cathode was used with a MgClO4/PC electrolyte solution and a Mg metal anode, SrFeO3 underwent extraction of oxide ions and changed into SrFeOx (x: between 2.75 and 3.0) in the early period of discharge, followed by a two phase coexistence reaction between a perovskite-type phase SrFeOx (x: near 2.75) and a brownmillerite-type phase SrFeO2.5. Thermodynamic consideration on the basis of relationship between the average valence number of iron ions and the number of charge transfer suggested that the oxide ions extracted from SrFeOx and magnesium ions in the electrolyte solution formed first MgO2 and then MgO. In the case that discharge was terminated in the stage of MgO2 formation, subsequent charge was possible. It resulted in a specific charge-discharge capacity of 60-70 mAh/g.

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 高性能蓄電デバイス創製に向けた革新的研究2014

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野哲孝
    • Journal Title

      化学工業

      Volume: 65 Pages: 744-750

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Journal Article] ペロブスカイト型酸化物の酸素脱離・挿入反応を利用した新しい電池2014

    • Author(s)
      日比野光宏,水野哲孝
    • Journal Title

      セラミックス

      Volume: 49 Pages: 968-973

    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化物中の酸素を利用した新しい高容量二次電池2015

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野哲孝
    • Organizer
      日本産業機械工業会 環境ビジネス委員会(有望ビジネス分科会)講演会
    • Place of Presentation
      機械振興会館(東京都港区)
    • Year and Date
      2015-08-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 固体内酸素のレドックスを正極反応として利用した新しい高容量電池2015

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野哲孝
    • Organizer
      第71回マテリアルズテーラリング研究会
    • Place of Presentation
      加藤山崎教育基金 軽井沢研修所(長野県北佐久郡)
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] SrFeO3の酸素脱挿入を正極反応として利用したマグネシウム電池2015

    • Author(s)
      久保田雄起,小笠原義之,日比野光宏,水野哲孝
    • Organizer
      第71回マテリアルズテーラリング研究会
    • Place of Presentation
      加藤山崎教育基金 軽井沢研修所(長野県北佐久郡)
    • Year and Date
      2015-08-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 固体内酸素の関わる電極反応と新しい電池2015

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野 哲孝
    • Organizer
      第23回バッテリー技術シンポジウム
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • Year and Date
      2015-05-21
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 電極反応における固体内酸素の利用と新しい電池2015

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野 哲孝
    • Organizer
      LIBオープンラボ第13回講演会
    • Place of Presentation
      神奈川大学横浜キャンパス(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2015-04-23
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 固体内酸素を利用した電極反応の設計と新しい電池2015

    • Author(s)
      日比野光宏,小笠原義之,水野哲孝
    • Organizer
      触媒・電池元素戦略研究拠点第6回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学武田ホール(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-03-18
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 固体の酸素脱挿入反応を利用した新しい電池2014

    • Author(s)
      日比野光宏,水野 哲孝
    • Organizer
      化学電池材料研究会第35回講演会
    • Place of Presentation
      化学会館(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2014-12-17
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 正極反応に固体内酸素を利用した新しい二次電池2014

    • Author(s)
      日比野光宏,水野 哲孝
    • Organizer
      キャパシタフォーラム講演会
    • Place of Presentation
      サンピアンかわさき(神奈川県川崎市)
    • Year and Date
      2014-12-12
    • Related Report
      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ペロブスカイト型酸化物における酸素脱離・挿入反応の電極反応としての利用2014

    • Author(s)
      日比野光宏,水野 哲孝
    • Organizer
      第372回電池技術委員会
    • Place of Presentation
      ホテル日航福岡(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2014-09-17
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      2014 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 表面・界面技術ハンドブック(担当部分 第3編 表面・界面技術から見た日本の先端技術 第4章 二次電池 第3節 ペロブスカイト型鉄系酸化物の酸素脱挿入反応を利用したデュアルイオン電池)2016

    • Author(s)
      日比野光宏,水野哲孝
    • Total Pages
      796
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 水野研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mizuno/japanese/research.html

    • Related Report
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  • [Remarks] 水野研究室ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/mizuno/

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      2014 Research-status Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2017-05-10  

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