| 研究課題/領域番号 |
18H03926
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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 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
獨古 薫 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70438117)
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| 研究分担者 |
都築 誠二 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 非常勤教員 (10357527)
梅林 泰宏 新潟大学, 自然科学系, 教授 (90311836)
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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: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2020年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2019年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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| キーワード | 電解液 / イオン伝導 / 電気化学 / 電池 / インターカレーション / 電解質 / 計算化学 |
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| 研究成果の概要 |
様々な溶媒にアルカリ金属塩を高濃度で溶解させた電解液を調製し，分光学的な方法で電解液中の溶媒和構造を解析するとともに，電解液のイオン伝導機構や電気化学特性に関する研究を行った。その結果，スルホランなどのスルホン類やスクシノニトリルなどのジニトリル類を溶媒に用いた高濃度電解液中では，アルカリ金属イオンが配位子（溶媒およびアニオン）を動的に交換することで配位子よりも速く拡散するホッピング伝導機構が発現した。これらの電解液は高いアルカリ金属イオン輸率を示すことから，電池に適用した際に濃度分極が抑制され，比較的高い電流密度で充放電が可能であることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究をとおして，古典的な電解質溶液論では説明できない現象である超濃厚電解液中におけるイオンホッピング伝導に関するの知見が蓄積され，新たなイオン伝導機構の理論を確立する端緒になると考えられる。また，社会的にも重要な役割を果たす蓄電池を高出力化する上で，高速にイオン輸送が可能で，電極／電解液界面における電気化学反応抵抗が小さい電解液を開発することは重要であるが，本研究で得られた知見は，蓄電池の高出力化に向けて新たな電解液の設計指針を提示するものである。
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