Science on Interfacial Ion Dynamics for Solid State Ionics Devices

Administrative Group

Project Area	Science on Interfacial Ion Dynamics for Solid State Ionics Devices
Project/Area Number	19H05812
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Science and Engineering
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	IRIYAMA YASUTOSHI 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30335195)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田中優実東京理科大学, 工学部工業化学科, 准教授 (00436619) 林晃敏大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10364027) 森茂生大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (20251613) 大久保將史早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20453673) 喜多條鮎子山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50446861) 館山佳尚国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, グループリーダー (70354149) 獨古薫横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117) 松井雅樹北海道大学, 理学研究院, 教授 (70639210) 藪内直明横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80529488) 雨澤浩史東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90263136) 尾原幸治島根大学, 学術研究院機能強化推進学系, 教授 (00625486) 高橋幸生東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 教授 (00415217) 中山将伸名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10401530) 本山宗主名古屋大学, 工学研究科, 講師 (30705752)
Project Period (FY)	2019-06-28 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥126,100,000 (Direct Cost: ¥97,000,000、Indirect Cost: ¥29,100,000) Fiscal Year 2023: ¥23,530,000 (Direct Cost: ¥18,100,000、Indirect Cost: ¥5,430,000) Fiscal Year 2022: ¥28,080,000 (Direct Cost: ¥21,600,000、Indirect Cost: ¥6,480,000) Fiscal Year 2021: ¥28,080,000 (Direct Cost: ¥21,600,000、Indirect Cost: ¥6,480,000) Fiscal Year 2020: ¥28,080,000 (Direct Cost: ¥21,600,000、Indirect Cost: ¥6,480,000) Fiscal Year 2019: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Keywords	界面 / 固体イオニクス / 全固体電池 / 蓄電固体デバイス / イオニクスデバイス / Interface Ionics / 高度計測 / 計算・データ科学
Outline of Research at the Start	イオンが電荷キャリアに含まれる材料（＝蓄電固体材料）の界面で発現する特異なイオンダイナミクスの機構を解明し、イオンを自在に超高速輸送・高濃度蓄積し得る界面構築のための指導原理を確立します。A01界面構築（高制御界面）、A02高度計測、A03計算・データ科学、A04機能開拓（ナノ界面）の４つの計画研究のもと、化学・物理・情報・材料の分野を融合し、新たな「蓄電固体界面科学」の学理構築に向けて、本研究は領域の研究支援活動を効率的かつ効果的に行うための運営を中心に領域活動に貢献します。
Outline of Final Research Achievements	Solid-solid interfaces generate entirely new functions different from the intrinsic nature of each solid material. In this project, unique interfacial ion dynamics around the hetero/homo interfaces of solid state ionics materials (SSIM) are systematically investigated so as to establish design principles for fast ion transport and concentrated ion storage around interfaces, that is, “Interface Ionics”.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本領域がモデルケースの一つで扱う全固体電池の研究領域は世界的にみても国内研究者の活躍がめざましく、我が国に国際的優位性がある。しかし、その研究競争は激化し、優位性が危ぶまれている。この状況を打破するためには、鍵となる蓄電固体材料の界面抵抗の低減と安定化、高エネルギー密度化への界面・バルク材料開発が喫緊の課題である。本領域で構築した学理により全固体電池の界面設計戦略が格段に明確化し、今後、圧倒的速度で高性能化を実現する上で重要な成果が得られた。高性能全固体電池の開発は脱炭素社会の加速にも有用であり、その社会的意義は極めて大きい。