Expansion mechanism of the potential window in water-nonaqueous mixed solvent-based ultra-concentrated electrolyte solution

• Project/Area Number: 20H02843
• 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: Kobe University
• Principal Investigator: 牧 秀志 神戸大学, 環境保全推進センター, 准教授 (30283873)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2020: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 定量NMR / 溶媒和 / イオンペア / イオン対 / 活量

Outline of Research at the Start

リチウムイオン電池などの安全性向上のため、不燃性の水を溶媒とする電解液の設計指針を確立するため「水の電位窓と電気分解時の水素・酸素発生反応の過電圧を決定付ける要因」を明らかにする。
そのために、水－非水混合溶媒系の①溶媒和構造、②溶媒の水素結合ネットワーク、③イオンペア生成挙動が、水の熱力学的・物理化学的物性（特に水の活量）に及ぼす影響の定量的評価を行う。
溶媒を対象とする定量NMRによる選択的溶媒和やイオン対生成挙動の定量観測、特にイオン対生成量の定量化や標準生成エンタルピーの決定を行う。
最終的に、広範な駆動温度領域を有しかつ耐電気分解性能に優れた二次電池および電析用の水系電解液創出を目指す。