酸化還元電位の温度係数の応用と統一的理解

• 研究課題/領域番号: 19J12284
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 審査区分: 小区分29010:応用物性関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 福住 勇矢 筑波大学, 数理物質系, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円); 2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
• キーワード: 酸化還元電位の温度係数 / 層状酸化物 / プルシャンブルー類似体 / 三次電池 / エントロピー / 電池材料 / エナジーハーベスティング

研究開始時の研究の概要

酸化還元電位（V）の温度係数（α = dV/dT）は、活物質の酸化還元反応に由来するパラメータである。種々の反応ごとのαを把握・理解することは、身の回りの微小な温度差や温度変化を電力に変換する「環境発電（エナジーハーベスト）」において重要である。
本研究では、これまでに多くの報告がある溶液系活物質のαだけではなく、ほとんど注目されてこなかった固体活物質のαにも着目する。固体活物質は二次電池の電極として社会に広く普及しており、今後、環境発電用のデバイス化も容易である。本研究では、種々の固体活物質のαを主にエントロピー変化の観点から微視的に理解し、デバイスへの応用を行う。

研究実績の概要

１．層状酸化物の酸化還元電位の温度係数のNa濃度依存性を調べた。
２．プルシャンブルー類似体の酸化還元電位の温度係数のNa濃度依存性を調べた。
３．LiFePO4の酸化還元電位の温度係数のNa濃度依存性を調べた。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Persistence and Amalgamation Types of CN Stretching Mode in Oxidation Process of Prussian Blue Analogues (2020)
  • 著者名/発表者名: Moriya Toshiaki、Shibata Takayuki、Fukuzumi Yuya、Niwa Hideharu、Moritomo Yutaka
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 89 号: 6 ページ: 064708-064708
  • DOI: 10.7566/jpsj.89.064708
  • NAID: 40022254199
  • 査読あり
• [雑誌論文] Energy harvesting thermocell with use of phase transition (2020)
  • 著者名/発表者名: Shibata Takayuki、Iwaizumi Hiroki、Fukuzumi Yuya、Moritomo Yutaka
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1813-1813
  • DOI: 10.1038/s41598-020-58695-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Volume effect of organic solvent on electrochemical Seebeck coefficient of [Fe(CN)6]4?/[Fe(CN)6]3? in water (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue Dai、Fukuzumi Yuya、Moritomo Yutaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 59 号: 3 ページ: 037001-037001
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ab731d
  • NAID: 120007132943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Configuration entropy effect on temperature coefficient of redox potential of P2-Na x CoO2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukuzumi Yuya、Hinuma Yoyo、Moritomo Yutaka
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 58 号: 6 ページ: 065501-065501
  • DOI: 10.7567/1347-4065/ab19db
  • NAID: 120007133625
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Improved Thermal Cyclability of Tertiary Battery Made of Prussian Blue Analogues (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahara Izumi、Shibata Takayuki、Fukuzumi Yuya、Moritomo Yutaka
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 4 号: 29 ページ: 8558-8563
  • DOI: 10.1002/slct.201902340
  • NAID: 120007127643
  • 査読あり
• [学会発表] Configuration entropy effect on temperature coefficient of redox potential of P2-NaxCoO2 (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuya Fukuzumi, Yoyo Hinuma, and Yutaka Moritomo
  • 学会等名: Tsukuba- Duisburg Jpint Symposium
  • 国際学会