| 研究課題/領域番号 |
16H06055
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
デバイス関連化学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
松井 雅樹 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (70639210)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 酸素還元 / 蓄電池 / 過酸化水素 / 触媒フリー / 空気電池 / 二電子反応 / 過酸化物 / 空気極 / 可逆性 / 二次電池 / 電気化学 / 水溶液 / 空気極反応メカニズム / 二電子還元反応 / 酸素還元反応 / その場分光分析 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、カーボン電極上における酸素・過酸化水素のredox対を利用した水系リチウム空気電池の空気極の反応メカニズムの検証と、可逆性を特徴づける因子の調査を行った。反応メカニズム解析においては、同位体酸素18O2ガスを用いて、放電反応生成物が酸素由来であることを確認した。また、回転リングディスク電極を用いた、反応電子数の算出により、酸素の二電子還元による過酸化水素の生成が主たる反応であることを確認した。また、コンポジット電極に含まれるバインダーの量を増加し、膨潤させることで反応生成物であるLi2O2の析出が促進され、可逆性が向上することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、既存のリチウムイオン電池に対して、飛躍的なエネルギー密度の向上が期待されているリチウム空気二次電池の充放電特性を向上するための新たな系として、酸素・過酸化水素のredox対の積極的な利用を提案するものである。本研究により、従来は理論エネルギー密度は高くても、それを活かしきれていなかったリチウム空気二次電池のエネルギー効率が大きく向上できる可能性が示唆された。また、可逆性を高める電極構造を提案することで、空気電池実用化への道筋を示すものである。
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