2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Various Electric Energy Storage Devices based on Halogen Redox Reactions
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26288112
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
石川 正司 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (30212856)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電池 / キャパシタ / ハロゲン / 炭素電極 / 蓄電 / マグネシウム負極 / マグネシウム電解液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
課題1:非水系キャパシタの構築:これまでの検討で、ハロゲン利用の正極反応は、水系、イオン液体系では安定であり、一方、非水系有機溶媒系では使える溶媒が限定的で、容易ではないことが判明している。そこで本年度は、ハロゲン利用を安定的に発現できる電解液系の再考を行い、特に、自己放電の少ない系を見出すこととした。すなわち、実デバイスとしてのアプローチを測る図るために、充放電効率、保存安定性を重視した電解液系の構築を目指した。検討の結果、通常の溶媒系では、充放電効率がこれまでで最も高い系を見出した。これまで最も高い充放電効率を示したイオン液体系よりは劣るものの、95％を超えるクーロン効率は特筆できる。このような系は溶媒にDMSOを主とすると構築可能であることが判明した。また、この臭素系の反応を保持するのに適したミクロ多孔性カーボンの開発も行い、ミクロ孔のまま細孔体積を増加させる手法を見出した。この炭素は硫黄を保持する正極としても活用可能であった。
課題2:多価電池系の構築:26年度に発見した重要な成果、すなわち臭化マグネシウムを非水系溶媒に溶解させた電解液は、マグネシウム金属の充放電を可逆化し、かつ正極では臭素のレドックスに基づいた電荷貯蔵が可能になるという、新しい系を我々は見いだしている。29年度では、この系におけるハロゲンの役割と溶液構造の影響を解明し、負極反応の可逆性についての影響を調べた。また、モスクワ州立大学と、正極として空気極の反応と組み合わせることを開始した。つまり酸素を活物質として用いる正極の検討を行った。正極反応の電荷貯蔵や触媒反応としての活性化因子を調査を進め、このマグネシウム-空気二次電池の基礎特性が得られ、国際共同研究として電池討論会で研究発表を行った。この研究は、本科研終了後も継続し、将来型の安価かつ超高容量な蓄電デバイスとして実現させる所存である。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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