| 研究課題/領域番号 |
17K18985
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
松田 厚範 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70295723)
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| 研究分担者 |
武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20293756)
河村 剛 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10548192)
TAN WAIKIAN 豊橋技術科学大学, 総合教育院, 助教 (10747695)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 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 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 金属空気電池 / 鉄負極 / 固体電解質 / 全固体電池 / カーボンペーパー / 高分子バインダー / コアシェル粒子 / 亜鉛負極 / シート型電池 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では廉価で豊富で環境負荷の極めて小さな「鉄」を負極に用いたシート型全固体鉄/空気二次電池の構築を目指した。ポリアクリル酸とFe3+イオンの相互作用を利用してゲルを作製し、これを不活性雰囲気で熱還元処理して得られる鉄＠炭素コアシェル粒子を用いた場合には、10mg cm-2の鉄担持がカーボンペーパー上に可能であり、充放電による剥離がほとんど起きないことを見出した。また、電解液中にNa2Sを添加することで最大500 mAh g-1(Fe)の放電容量を達成した。ゾル-ゲル法KOH-ZrO2固体電解質と高分子バインダーを用いて全固体化に取り組み、大容量亜鉛/空気電池の検討も行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属/空気電池は、正極活物質として空気中の酸素を用いるため体積当たり高いエネルギー密度が実現できることから革新的次世代蓄電池として期待されている。本研究では、廉価で環境調和性にも優れた鉄および亜鉛空気電池用鉄負極の界面制御手法を考案し、その電気化学的特性への影響を詳しく調べた。また、これらの金属複合体負極を用いて界面特性の比較・評価を行った。さらにゾル-ゲル法で作製されるKOH-ZrO2固体電解質と高分子バインダーを用いて全固体化に取り組んだ。得られた知見は、全固体金属空気電池の界面設計に有用な指針を与えるものであり、その実用化に大きく貢献するものである。
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