2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of photo-chargeable secondary battery using organosulfur materials as cathode electrode materials
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18K05306
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
藤原 明比古 関西学院大学, 理工学部, 教授 (70272458)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 二次電池 / リチウムイオン電池 / 有機硫黄ポリマー / 正極活物質 / 光酸化 / 充電 / 光充電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外部充電不要な小型電子機器が実現すれば、情報通信技術（ICT）やIoT機器の利便性、メンテナンス性が飛躍的に向上する。現在、太陽電池と二次電池とを組み合わせた電子機器は存在するが、機器が大型化し、携帯型電子機器への応用は困難である。
本研究の目的は、外部電源がなくても使用可能な小型電子機器の実現に向け、光による充電機能を有する二次電池正極材料を開発し、光充電できる電池を作製することである。具体的には、ジチオビウレット（DTB）をベースとした有機硫黄材料のジスルフィド結合（S-S結合）の電気化学的充放電（酸化還元）、光充電（酸化）について多様な分析手法を駆使し、（１）高効率光酸化条件の決定、（２）電池セル内光化学反応の機構解明、（３）外部充電不要な光充電の作製、のステップで研究を推進した。
本研究期間中、「（１）高効率光酸化条件の決定」では、溶液中での光酸化を試み、pHの最適化と溶液中の帯電除去により、光酸化反応が劇的に促進されることを明らかにした。また、「（２）電池セル内光化学反応の機構解明」では、窓付きセルを用いて正極に直接光照射光照射することで、光照射しない場合に比べ、セルの電圧上昇率が高いことを明らかにした。「（３）外部充電不要な光充電の作製」では、光照射可能な石英ガラス製の2極セルを用い、正極に直接光照射が可能な配置とするために、正負極逆転の構造で電池セルを作製し、電気化学的に正常に動作することを確認した。
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