| 研究課題/領域番号 |
17K14547
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
無機工業材料
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
作田 敦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30635321)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 硫化物 / 電極活物質 / ナトリウム / メカノケミカル合成 / 全固体電池 / 多硫化物 / ナトリウムイオン電池 / メカノケミカル法 / 非晶質 / 岩塩 / 二次電池 / セラミックス / 無機工業化学 / 電子・電気材料 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、ナトリウムを含有し、硫黄含有量が高く、高容量を示す物質にターゲットを絞り、ナトリウム含有金属硫化物系の新規電極活物質を複数創製することを目的とした。Na-Ti-S系の材料探索において、Na2TiS3組成で、非晶質相、立方晶岩塩型構造、既報のO型構造を有する層状のNa2TiS3及びP型構造を有するNa2TiS3の4種類の相の作り分けに成功し、それぞれの構造解析と充放電特性評価及び充放電機構の解明を行った。Na-Fe-S系の材料探索において、Na2FeS2が、ナトリウムイオン電池用の可逆充放電が可能な電極活物質として有用であることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナトリウム－硫黄電池は、資源量が豊富なナトリウムと硫黄から構成される実用大型蓄電システムであるが、300°Cを超える高温作動が必要であるためエネルギー効率が悪く、溶融状態のナトリウムを用いるため安全面に不安がある。常温作動や安全性向上が可能になればより使いやすい大型電池が実現する。
本研究では、ナトリウムイオン電池用の電極活物質を創製した。4種類のNa2TiS3の作り分けに成功し、今後、多くの新物質を創製できることを示した。高温相Na2TiS3は1000サイクルでほぼ無劣化であった。Na2FeS2など安価な高容量電極活物質の開発し、ナトリウム電池用の硫化物系電極材料の研究の進展に貢献した。
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