Improvement of a mixed entropy battery, a new power generation device

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02836
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Nakamura Nobuhumi 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60313293)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 発電装置 / イオン液体 / 下限臨界溶解温度 / 再生可能エネルギー / 熱電変換

Outline of Final Research Achievements

We tried to improve the output of mixed entropy batteris (MEBs) using ionic liquids (ILs) exhibiting lower critical solution temperature (LCST) behavior. First, we found an IL composed of a Li ion that exhibits LCST behavior. In this Li-tetrabutylphosphonium phthalate(Li[P4444][PA])/NaCl aqueous solution system (P4-NaCl system), we succeeded in generating electricity by changing the activities of Li+ and Cl-. In the P4-NaCl system, the change in Li+ concentration during the phase transition was small, so we adopted the P4-KCl system using KCl as the inorganic salt to be added. The power gain of this MEB was even greater.

Free Research Field

エネルギー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究によりLCST挙動を示すための要因や無機塩添加によってLCSTがどのように変化するかの基礎的な知見を得ることができた。また、Liイオンを含むイオン液体でLCSTを示すものを世界で初めて見出した。これらのことは学術的に価値がある。さらにこのILを用いて、従来のLCST-MEBをしのぐ出力が得られることを見出した。このことは、これまでに再生可能エネルギーの平準化に用いられてきたレドックスフロー電池を上回る新しいデバイスを作製できる可能性を示唆しており、社会的にも大変意義深いと考える。