2015 Fiscal Year Annual Research Report
導電性ナノシートを用いた革新的レドックスキャパシタ電極の創製
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15H03873
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大久保 將史 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20453673)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 二次電池 / 層状化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高出力型2次電池の実現を目指し、ナノシートMXeneを負極活物質とする電極の開発を行った。特に、資源・コストの両面から利点の大きい、Ti2CTxの組成を持つMXeneに着目し、ナトリウムイオンを可動イオンとした電極評価を行った。その結果、180 mAh/gの安定な可逆容量と、1.3 V vs. Na/Na+の高出力化に有利な反応電位を示すことが分かった。更に、ナトリウム鉄硫酸塩と組み合わせたフルセルを試作したところ、安定な駆動することが分かった。この得られた高性能な電極特性の原因を調べるためにNa MAS NMRを測定したところ、溶媒とナトリウムイオンが共挿入することでMXene層間空間を広げ、高速なイオン移動を実現していることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
Ti2CTxとナトリウムイオンを組み合わせた電極において、非常に大きな容量と安定な電極駆動を確認することに既に成功した。また、Na MAS NMRを利用することで、電極反応の機構も明らかにすることに成功しており、当初の計画以上に研究が進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度の研究によりMXeneが非常に有望な電極材料であることが明らかになった。しかし、反応機構を支配する要因が未だ明らかになっておらず、組成、末端基、構造を制御したMXeneでの系統的な検討が必要である。また、反応機構を支配する要因を明らかにした上で、更なる高性能化を行う必要がある。
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