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革新的高出力を可能にするコンバージョン反応によるアルミニウム二次電池の創製

研究課題

研究課題/領域番号 16K21288
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 エネルギー関連化学
無機工業材料
研究機関大阪府立大学

研究代表者

知久 昌信  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20582399)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 130千円 (直接経費: 100千円、間接経費: 30千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードアルミニウム二次電池 / コンバージョン型正極 / 塩化銅 / 酸化鉄 / フッ化銅 / 二次電池 / 多価カチオン二次電池
研究成果の概要

リチウムイオン二次電池を代替するために、高い出力密度を持つアルミニウム二次電池の構築を試みた。これまでに報告例がある挿入脱離型の正極材料ではなく、コンバージョン型の反応を正極反応に使用した。様々な遷移金属ハロゲン化物を試みたところ、塩化銅とフッ化銅が正極材料として機能することを見出した。これらの正極を用いてアルミニウム二次電池を構築したところ、出力密度の向上とエネルギー密度の向上を同時に達成することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

二次電池は様々な携帯型電子機器だけではなく、二酸化炭素の排出抑制に効果的な電気自動車の重要な部品である。二次電池のエネルギー密度と出力密度の向上は電気自動車の航続距離の増加や出力の増加に不可欠である。さらに本研究で用いたアルミニウム二次電池は地球上で限られた量しか埋蔵されていないリチウムと比較して多量に存在するアルミニウムを用いており、資源の限られた日本において産業として二次電池を生産するために重要な発見であるといえる。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Copper Chloride as a Conversion-Type Positive Electrode for the Rechargeable Aluminum Battery2019

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Chiku, Takeshi Kunisawa, Eiji Higuchi, Hiroshi Inoue
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 号: 71 ページ: 41475-41480

    • DOI

      10.1039/c9ra09158k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aluminum bis(trifluoromethanesulfonyl)imide as a Chloride-free Electrolyte for Rechargeable Aluminum Batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Masanobu Chiku, Shota Matsumura, Hiroki Takeda, Eiji Higuchi, Hiroshi Inoue
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemical Society

      巻: 164 号: 9 ページ: A1841-A1844

    • DOI

      10.1149/2.0701709jes

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 酸化鉄/還元型酸化グラフェンを正極に用いたアルミニウム二次電池の特性評価2020

    • 著者名/発表者名
      藤澤友稀,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      電気化学会第87回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アルミニウム二次電池用正極材料としての酸化タングステンの合成および電気化学特性2019

    • 著者名/発表者名
      山谷将大,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      2019年度電気化学会関西支部第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 三宅拓実,樋口栄次,知久昌信,井上博史2019

    • 著者名/発表者名
      ジメチルスルホンを用いた電解液における金属アルミニウムの析出形態と溶解の過電圧との関係性
    • 学会等名
      電気化学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Al(TFSI)3を用いたアルミニウム二次電池用電解液の水分による特性変化2018

    • 著者名/発表者名
      島本尚輝,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      2018年度電気化学会関西支部第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アモルファス酸化モリブデンを正極に用いたアルミニウム二次電池の作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      田 一涵,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      横浜,慶応義塾大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化鉄(Ⅲ)を用いたアルミニウム二次電池用正極材料の開発2017

    • 著者名/発表者名
      長尾洋志,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミニウム二次電池用アモルファス二酸化マンガン正極の作製と評価2017

    • 著者名/発表者名
      田 一涵,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      電気化学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Fe2O3を正極活物質として用いたアルミニウム二次電池の作製2017

    • 著者名/発表者名
      長尾洋志,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      2017年度電気化学会関西支部第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミニウム二次電池正極材料アモルファス二酸化マンガンの合成と電気化学的特性2017

    • 著者名/発表者名
      田 一涵,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      2017年度電気化学会関西支部第3回関西電気化学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Al(TFSI)3を用いたアルミニウム二次電池用電解液の特性と添加物の検討2017

    • 著者名/発表者名
      知久昌信,島本尚輝,樋口栄次,井上博史
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Amorphous Molybdenum Trioxide Positive Materials for Rechargeable Aluminum Batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Yihan Tian, Eiji Higuchi, Masanobu Chiku, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      Joint Symposium of Asia Five Universities
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of Amorphous Molybdenum Trioxide Positive Electrodes and Their Application for Rechargeable Aluminum Batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Yihan Tian, Eiji Higuchi, Masanobu Chiku, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      The 9th Asian Conference on Electrochemical Power Sources 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可逆な負極反応と広い電位窓を実現するアルミニウム二次電池用電解液の開発2016

    • 著者名/発表者名
      知久昌信,松村祥太,樋口栄次,井上博史
    • 学会等名
      第57回電池討論会
    • 発表場所
      千葉,幕張メッセ 国際会議場
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 10 V以上の電位窓を有するアルミニウム二次電池用新規電解液の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥太,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      第6回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京,タワーホール船堀
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Novel Electrolyte for Rechargeable Aluminum Battery with a Wide Potential Window2016

    • 著者名/発表者名
      Shota Matsumura, Eiji Higuchi, Masanobu Chiku, Hiroshi Inoue
    • 学会等名
      PRiME 2016
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アモルファス二酸化マンガンを用いたアルミニウム二次電池用正極の作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      田一涵,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      第5回JACI/GSCシンポジウム
    • 発表場所
      ANAクラウンプラザホテル神戸
    • 年月日
      2016-06-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 10 V以上の電位窓を持つアルミニウム二次電池用新規電解液の開発2016

    • 著者名/発表者名
      松村祥太,樋口栄次,知久昌信,井上博史
    • 学会等名
      2016年 第3回関西電気化学研究会
    • 発表場所
      堺,大阪府立大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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