新規二次電池の開発にむけた過酸化物の研究

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24656454
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 秀顕 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (10581746)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 正史 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70143386)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 複合酸化物

Outline of Annual Research Achievements

アルカリ土類金属の過酸化物が大気の酸素分圧下で安定であることに着目し，高温での分解反応を観察するとともに，異種のカチオンを含む化合物との複合酸化物形成について調査を行った．過酸化物は酸化力を有するため，高温で保持する際に金属製の容器を利用することは難しい．また，酸化物容器を用いた場合にも望ましくない相互溶解が進行するため，本研究では反応容器の検討から着手し，窒化物系セラミックスを容器として雰囲気制御下での過酸化物の高温分解を確認した．また，熱重量測定・示差熱分析の利用によっても過酸化物の高温分解を観察した．
つづいて，過酸化物とともに異種のカチオンを含む化合物を高温で保持することで，過酸化物イオンを含む複合酸化物の生成を試みた．まず，性質の類似するアルカリ土類金属同士の反応に焦点を当てて試験を行った．つづいてカチオン半径の類似性に注目し，アルカリ土類金属の過酸化物とアルカリ金属の超酸化物を高温反応により組み合わせることを試みた．得られた化合物の結晶構造および組成を X線回折や元素分析の結果から考察した．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究では過酸化物を異種のカチオンを含む酸化物 (もしくは過酸化物や超酸化物) と高温反応によって複合化することを目指している．現在までは，過酸化物の熱安定性が比較的高いアルカリ土類元素の酸化物に着目して研究を行ったが，顕著な反応は観察されなかった．

Strategy for Future Research Activity

他者の報告では，液体アンモニアを溶媒とした低温合成によって，アルカリ土類金属の過酸化物とアルカリ金属の超酸化物を複合化した化合物が得られている．本研究では同様の化合物を高温反応によって得られるかの試験を，新たな方針として取り入れる．また，複合化された化合物中に含まれる過酸化物イオンと超酸化物イオンの評価にラマン分光法が有効であることが報告されている．これらの知見を本研究でも活かし，化合物の探査および評価に利用する方針である．

Causes of Carryover

平成25～26年度にかけて，アルカリ土類金属の過酸化物をベースとする新規化合物の作製を中心に取り組んできた．実験の結果および他者による最近の報告により，アルカリ土類金属とアルカリ金属を組み合わせることで新規化合物が得られることが示唆されたため研究計画を見直し，未使用額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

アルカリ金属はアルカリ土類金属より大気や水分と反応しやすく，試料作製の手順および装置に改良を要する．次年度は新しい方法による試料作製とその評価を行うため，未使用額をその経費にあてる．また，情報収集および成果発表のために未使用額の一部を使用する．