2016 Fiscal Year Research-status Report
ナノバブル生成/溶解のスマート計測制御による狭隘空間内物質移動の超高フラックス化
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15K13881
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平井 秀一郎 東京工業大学, 工学院, 教授 (10173204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植村 豪 東京工業大学, 工学院, 特任准教授 (70515163)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | リチウム空気電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リチウム空気電池はリチウムと空気中の酸素を反応に用いるため，理論エネルギー密度が最も高く，電気自動車の航続距離を800km台まで長大化できる二次電池である．しかし現状は酸素を空気極側の気液界面から受動的に溶解・拡散させる速度が遅く，電極への酸素フラックスが不足し，本来の電池出力が発揮されていない．本研究ではナノバブル生成装置を導入して電解液内の酸素濃度制御を実現することで，本年度は電池出力の向上をめざし，参照極を用いたリチウム空気電池正極のインピーダンス計測を実施し，放電に伴う過電圧成分の分離，特定を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ナノバブル生成装置を導入し，電解液内の酸素濃度を大きく三種類（低酸素濃度，通常(大気平衡)酸素濃度，高酸素濃度）に制御した際，放電に伴う過電圧の変化を計測した．特にリチウム空気電池の正極における過電圧成分を分離するため，参照極を用いたインピーダンス計測を実施した．実験の結果，高酸素濃度電解液を用いても低電流密度領域から酸素濃度過電圧が生じ，放電に伴う大きな抵抗成分になっていることが明らかとなった．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究において，リチウム空気電池正極における過電圧成分を分離することに成功した．これまでの知見を活かし，次年度以降は電解液フロー型空気電池など，放電に伴って十分な酸素供給が実現できるリチウム空気電池システムを構築する．
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| Causes of Carryover |
前年度のセルを流用することで，本年度の実験が十分に実施できた．このため，当初計画に含まれていたセルを作製しなかった結果，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の研究成果を踏まえると，次年度の実験では新しいセルを用いることが見込まれるため，セル購入費用に充てる．
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