| 研究課題/領域番号 |
18K14327
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
久保田 圭 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 講師 (50709756)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | カリウムイオン電池 / ポリアニオン化合物 / 正極材料 / 電池材料 / 二次電池 / 機能性セラミックス材料 / 固体イオニクス / 電気化学 / 固体イオニクス材料 / カリウムポリ酸塩 / 電池と電気化学材料 |
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| 研究成果の概要 |
電極材料面でのブレークスルーを起こすべく、カリウムイオン電池材料としてポリアニオンを骨格構造とする遷移金属オキソ酸カリウム材料を探索し、リチウムやナトリウムよりも低いルイス酸性を利用した“高速でカリウムを脱挿入可能な”ポリアニオン系正極材料の創製を目指した。遷移金属オキソ酸系カリウム材料を網羅的に探索し、KTiOPO4型材料やリン酸・シュウ酸複合オキソ酸系材料がカリウムの脱挿入に適したフレームワークを有しており、カリウムイオン電池正極として高出力特性を示すことを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カリウムイオン電池はリチウムイオン電池に匹敵もしくは凌駕する高電圧二次電池として期待されているが、その研究開発が黒鉛への電気化学的カリウム挿入脱離から始まった経緯から、世界でも負極材料に関する研究開発がほとんどであり、正極材料の研究開発は遅れている。
本研究によって、イオン半径の大きなカリウムの挿入脱離に適したポリアニオン系材料を明らかにしたことで、カリウムイオン電池の正極材料開発が加速すると期待される。更に、カリウムイオンの拡散に特化したフレームワーク構造の発見は、固体イニオニクスの研究として学術的にも意義がある。
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