| 研究課題/領域番号 |
18H03924
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 (2021)
東京大学 |
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研究代表者 |
大久保 將史 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20453673)
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| 研究分担者 |
大谷 実 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (50334040)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2021年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2020年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2019年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2018年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
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| キーワード | 蓄電デバイス / 電気化学キャパシタ / 層状化合物 / ナノシート / キャパシタ / 2次元化合物 / 原子層化合物 / 二次電池 / 電池 |
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| 研究成果の概要 |
持続可能な低炭素社会を構築するためには、高効率に電力を供給できる蓄電デバイス開発が必要である。本研究では、蓄電デバイスの高エネルギー密度化を目指し、ナノ空間における電荷貯蔵を利用したキャパシタ材料開発を行った。実験と計算を融合した精密な解析により、ナノ空間ではイオンと溶媒分子が異常な誘電応答を示す電荷貯蔵が可能であることが明らかとなった。この異常誘電応答現象を利用し、遷移金属炭化物ナノシートMXeneの層間ナノ空間で高密度電解貯蔵を実現し、電気化学キャパシタの高エネルギー密度化を実現する基盤技術の開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な低炭素社会を構築するためには、必要な時に必要なだけの電気を供給できる蓄電デバイスが不可欠である。本研究では、層状の化合物において高密度に電荷を蓄える、すなわち、多くの電気を蓄えるための材料設計指針を見出し、実際、4倍近い電力エネルギーを蓄える電極システムの構築に成功した。この成果は、将来、軽量・小型・安価といった性能を兼ね備えた革新的な蓄電デバイスを生み出す可能性のある基盤技術である。
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