| 研究領域 | 蓄電固体デバイスの創成に向けた界面イオンダイナミクスの科学 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05816
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
藪内 直明 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (80529488)
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| 研究分担者 |
林 晃敏 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (10364027)
大久保 將史 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20453673)
菅 大介 京都大学, 化学研究所, 准教授 (40378881)
喜多條 鮎子 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (50446861)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
205,920千円 (直接経費: 158,400千円、間接経費: 47,520千円)
2023年度: 42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2022年度: 42,380千円 (直接経費: 32,600千円、間接経費: 9,780千円)
2021年度: 41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)
2020年度: 40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)
2019年度: 39,000千円 (直接経費: 30,000千円、間接経費: 9,000千円)
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| キーワード | 蓄電池 / 固体化学 / 蓄電固体界面 / 蓄電固体 / イオン伝導 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
蓄電固体界面材料の研究を通して、各種の電極材料・電解質の固体界面構造の制御手法を確立し、蓄電固体材料における界面の役割を解明する。また、電極・電解質材料の複合化も進めることでナノ界面構造に立脚した蓄電固体界面の新機能の発現を実現する。さらに、これらの研究から得られた知見を拡張し、蓄電池以外の分野として固体キャパシタや固体アクチュエータなど、各種の蓄電固体デバイスへの応用を進める。これらの研究を通して蓄電固体材料の高機能化に加えて、各種の新蓄電固体デバイスの創製の実現への道筋をつける。
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| 研究成果の概要 |
蓄電材料と蓄電池の高性能化を目指し、蓄電固体界面とその現象について詳細な研究を行った。その結果、従来と比較して高濃度の電荷蓄積を実現する新しい電極材料の開発に成功した。また、超高速イオン輸送を実現する新しい固体電解質の発見にも成功し、さらに、実用的な全固体電池においてキーマテリアルとなる、体積変化を生じない電池材料の発見に成功した。硫化物系固体電解質と組み合わせた全固体電池を作製し、実際に外部拘束圧をかけない全固体電池作動が可能であることを初めて立証した。これらの蓄電材料とその界面における現象の理解は将来の蓄電池高性能化に繋がることが期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
将来的な脱炭素社会実現には蓄電池の高性能化が必要不可欠であり、また、夢の電池として全固体電池を上げることができる。本研究課題では蓄電固体界面をキーワードに様々な電池材料開発を進め、多くの新しい材料開発に成功した。さらに、実用的な全固体電池実現の鍵となる電極材料の体積変化を生じないという材料の開発にも成功した。これまで、全固体電池の課題として寿命向上が課題であったが、体積不変の材料を用いることで、従来の液系リチウムイオン電池よりも長寿命な電池ができることが確認された。これらの発見は将来的な脱炭素社会の実現に大きく寄与する成果であるといえる。
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