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高いイオン伝導性を示す新規なカルシウムイオン伝導性固体の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K05936
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機工業材料
研究機関大阪大学

研究代表者

田村 真治  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80379122)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード固体電解質 / ナシコン型構造 / カルシウムイオン / 2価イオン伝導体
研究成果の概要

本研究では、次世代二次電池材料として期待される2価カチオン伝導性固体の創成に貢献できる新規固体電解質の開発を目指し、Caイオン伝導体の開発を行った。等方的なイオン伝導経路を有するナシコン型構造を選択し、かつ複数の4価および5価カチオンを構造中に含ませることで、従来報告されてきたCa2+イオン伝導体を超える高いイオン導電率を得ることに成功した。また、イオン半径の小さなNiイオン伝導体についても検討した結果、同材料も高い2価イオン伝導性を示すことが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで電池材料などとして利用可能な高いイオン伝導性を示すCa2+イオン伝導体は開発されていなかった。本研究では実用領域のイオン伝導性には達していないが、従来の材料と比較すると1000倍以上高いCa2+イオン伝導性が実現できたことから、本研究成果は今後の同分野の材料開発に大いに貢献できる成果である。
また、本研究成果を通して実用的な2価カチオン伝導性固体の創成が実現されれば、より優れた二次電池開発につながる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Divalent Ni2+ cation conduction in NASICON-type solid2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Wonrak、Yamauchi Shota、Tamura Shinji、Imanaka Nobuhito
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 234 ページ: 261-263

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2018.09.095

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Characterization of Divalent Ion Conductors with NASICON-type Structure2019

    • 著者名/発表者名
      Wonrak Lee, Shinji Tamura, and Nobuhito Imanaka
    • 雑誌名

      Journal of Asian Ceramic Societies

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] New Calcium Ion Conducting Solid Electrolyte with NASICON-type Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Wonrak、Tamura Shinji、Imanaka Nobuhito
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 46 号: 10 ページ: 1486-1489

    • DOI

      10.1246/cl.170634

    • NAID

      130006140017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Divalent Calcium Ion-conducting Novel Solid Electrolyte with Three-dimensional NASICON Type Structure2017

    • 著者名/発表者名
      Lee Wonrak, Shinji Tamura, and Nobuhito Imanaka
    • 学会等名
      9th Kyoto International Forum for Environment and Energy (9th KIFEE)
    • 発表場所
      Doshisha University (Kyoto)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ca2+イオンを伝導種とする新規な固体電解質2017

    • 著者名/発表者名
      Wonrak Lee、田村 真治、今中 信人
    • 学会等名
      第19回 化学電池材料研究会ミーティング
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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