Control of Photo-Induced Ion Diffusion Phenomena at Thin Film Interfaces and its Application to "Photochromic Batteries"

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02086
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19020:Thermal engineering-related
• Research Institution: Kindai University (2021-2022); Hiroshima University (2020)
• Principal Investigator: Inoue Shuhei 近畿大学, 工学部, 教授 (60379899)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: diffusion / photochromism / battery

Outline of Final Research Achievements

Considering that photochromic phenomena are responsible for the functionality of rechargeable batteries, chemical reactions occur at the thin film interface. In this study, the diffusion barrier of magnesium ion inside the thin film was investigated based on the reaction equation of the battery. As a result, the diffusivity inside the electrode is not so different from that of lithium ion in a lithium-ion battery, which supports the validity of this mechanism.

Free Research Field

マイクロナノ熱工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光に誘起される金属酸化物薄膜界面での酸化還元現象に関して学術的な知見が得られた。この現象は積層された薄膜のバンドギャップとイオン化ポテンシャルのバランスが満たされていれば発現する。本研究では下層に希少金属であるインジウムを用いたITO膜が用いられているがこれは実験を簡便に行うためで、検証されたモデルによると非レアアースである亜鉛でも同等の現象が確認できることが期待される。この高性能な二次電池が実現すれば資源に乏しい日本にとってエネルギー問題を解決する一助となる。