| 研究課題/領域番号 |
19H00882
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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31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
直井 勝彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (70192664)
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| 研究分担者 |
近岡 優 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00908626)
沖田 尚久 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70846625)
岩間 悦郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90726423)
松村 圭祐 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任助教 (60962206)
宮本 淳一 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (30450662)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2019年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円)
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| キーワード | キャパシタ / 循環型エネルギー / 再生可能エネルギー / 省エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
持続可能なエネルギー循環社会の実現に向けて、太陽光などの再生可能エネルギーを極めて効率良く受入れ、循環することができるエネルギーファシリテータが求められている。本研究では、そのような再生可能エネルギーを効率的に蓄電可能とする新規概念スーパーレドックスキャパシタ(SRC)の構築を目的とする。SRCを構成する戦略的電極材料として、大幅に高速化したリチウムインサーション系材料を独自の手法により創製し、材料本来が有している「電池的」性質を「キャパシタ的」性質へ転換し、アトミックスケールからマクロスコピックなスケールに至るまでの包括的なキャパシタ材料設計を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、持続可能なエネルギー循環社会の実現に向け、再生可能エネルギー(太陽光発電)を効率的に受け入れ可能な新概念の蓄電デバイス・スーパーレドックスキャパシタ（SRC）の構築を試みた。キャパシタ級に充放電を高速化したリチウムインサーション系材料（活性化LVO、γ-LVO、Ti-LVP）を新規創製し、これらを組み合わせSRCのフルセル構築を行った。構築したSRCフルセルは100C以上の優れた高速充放電特性（レート維持率75%超）を示し、10,000サイクル後も 初期容量の85%を維持した。これにより、本研究のSRCが高効率な太陽光発電の蓄電システムに対して高い適用可能性を持つことが確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
リチウムインサーション系材料から高速なキャパシタ材料への転換手法を提案する本技術によって、現行の電池とキャパシタをハイブリット化した特性を超えた新しい次元のエネルギーデバイスが実現可能となる。本デバイスは、従来不可能であった太陽光や風力などの再エネやエナジーハーベストなどの循環型エネルギーを超高効率でやり取りするエネルギー調整役(ファシリテータ)として機能する。また、本技術をポストリチウムイオン電池系へ横展開し、脱挿入特性に優れる新規材料の開発指針を提供することも可能で、次世代の分散・自立型のエネルギーネットワークの構築、持続可能な社会の実現に寄与することが期待できる。
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