| 研究課題/領域番号 |
19H02804
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
鈴木 達 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (50267407)
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| 研究分担者 |
鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
田村 真治 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80379122)
小林 清 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主幹研究員 (90357020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | イオン伝導体 / 強磁場 / 結晶配向 / 焼結 / 多価イオン / 固体電解質 / 磁場プロセス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
今後の革新的二次電池の開発では、エネルギー密度の向上と安全性、資源的な観点から、AlやMgなどの多価イオンを伝導種とする電池に期待が持たれる。しかし、現在は固体電解質中での多価イオンの導電性の低いことが問題であり、その飛躍的な向上が求められる。そこで、結晶方向に依存する伝導性を制御するために、磁場プロセスを用いた結晶配向を行い、伝導性を高めた固体電解質の開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
セラミックスにおいて、結晶方位制御は特性向上に有効であり、その手法を精緻化することは重要となる。本研究においては、研究代表者が開発した「強磁場を用いたバルクセラミックス結晶配向制御技術」をイオン伝導セラミックスへ適用し、結晶配向がイオン伝導性に与える影響の解明とイオン伝導性の向上を目指した。特に多価イオンを導電種とするセラミックスに注目し、その結晶配向イオン伝導セラミックスの創製と特性への影響について詳細に検討した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
多価カチオンはアルカリイオンに比べると遙かに科学的に安定であり、1価イオンと比較した場合には一度に2倍以上の電荷を輸送出来る。そのため多価カチオン二次電池は、安定でありながらエネルギー密度が大きくなり、特にMg2価イオンを用いる場合には、現在のLiイオンでの安全性や資源的な問題、材料毒性についても克服が可能となる。このイオン伝導体は2次電池における固体電解質としての使用が期待され、無機系固体電解質の使用を可能とすれば、現在問題となっている電解液とMg金属負極との反応による劣化を抑制し、実用化に向けた開発が期待出来る。
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