| 研究課題/領域番号 |
18K03972
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19020:熱工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 (2020)
東京工業大学 (2018-2019) |
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研究代表者 |
植村 豪 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70515163)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | リチウム空気電池 / 酸素輸送 |
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| 研究成果の概要 |
リチウム空気電池は理論容量の最も大きい二次電池であるが，電解液中の酸素拡散が遅く，正極の多孔質構造内で放電反応が偏るため，実用化レベルの電流密度が得られていない．そこで本研究では正極へ超音波を照射し，対流の誘起と拡散性の向上によって正極内の酸素輸送を促進することで，正極性能の向上を図った．実験の結果，超音波によって電極表面に音響流が誘起される様子を捉え，放電時に正極過電圧が低減されることを明らかにした．さらに放電に伴って固体析出物が生じた正極に対して超音波を照射し，析出物の除去を試みたが，多孔質電極の反応面から析出物は容易に剥離しないことが分かった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で活用した超音波照射による酸素輸送の促進は，リチウム空気電池に限らず電解液を用いる多様な電気化学デバイス内で生じる物質輸送現象に活用でき，理学・工学の広範囲の学術領域で使用される新規性がある．さらに研究対象であるリチウム空気電池については，その理論容量の大きさから，電気自動車用の重要な電源となるだけでなく，再生可能エネルギーの利用・普及に向けた，大容量かつ安全な蓄電デバイスとしても重要な役割が果たせる．本研究で対象とする水系リチウム空気電池では電解液に塩化リチウム水溶液を用いるため，従来の有機電解液を用いたリチウムイオン電池のような，短絡時の火災リスクも大幅に低減できる．
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