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非水系溶媒中および電極表面での多価イオンの動的挙動の実測と理論的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18K05309
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

清林 哲  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究主幹 (80356906)

研究分担者 佐野 光  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (20613251)
尾崎 弘幸  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (70415652)
内田 悟史  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究員 (40725420)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード輸送現象 / 多価イオン / モンテカルロシミュレーション / 多価カチオン / イオン輸送 / シミュレーション / 伝導度 / 粘度 / マグネシウム系電解液 / スケール則 / イオン伝導度 / 擬格子モデル / 電極 / 界面
研究成果の概要

蓄電池などで重要な非水系電解質溶液の電気伝導度などの輸送特性が、液に含まれるイオンの種類によってどのように決まるかを研究した。理論的研究の結果、電気伝導度は電解液に含まれるイオンの間の相互作用に大して指数関数的に減衰することが示された。マグネシウムやリチウムを含む電解液の伝導度実測結果はこの理論的結果と整合性があることも示された。また、酸化による電解液への金属マグネシウム溶解ならびに還元によるその逆反応の阻礙要因などについて調べた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蓄電池などの性能を左右する電解液の伝導度が、何によってどのように決まるかについて、個々のイオンや溶媒の種類を捨象して、一般的な理解ができたことが学術的意義の一つとして挙げられる。現在、一価のイオンであるリチウムに替わって二価のマグネシウムを用いた次世代蓄電池が注目されている。マグネシウムの溶解析出に関する知見と併せて、本研究で得られた理論的理解はこの研究開発に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 非水系MgX2 (X = ClO4, TFSA) 電解液中におけるイオン輸送現象の解析2021

    • 著者名/発表者名
      内田悟史、佐野光、尾崎弘幸、清林哲
    • 学会等名
      電気化学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Ionic Transport in Non-Aqueous Electrolyte Solutions - (ii) Monte-Carlo Simulation Based on Lattice Gas Model2020

    • 著者名/発表者名
      Tetsu Kiyobayashi, Hiroyuki Ozaki, Satoshi Uchida and Hikaru Sano
    • 学会等名
      PRiME2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionic Transport in Non-Aqueous Electrolyte Solutions -(i) Experimental Measurements of Conductivity and Viscosity of MgX2 (X=ClO4-, TFSA-) Dissolved in PC and GBL2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sano, Satoshi Uchida, Hiroyuki Ozaki and Tetsu Kiyobayashi
    • 学会等名
      PRiME2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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