| 研究課題/領域番号 |
19K15396
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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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小区分28030:ナノ材料科学関連
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| 研究機関 | 長野県工科短期大学校 (2023)
鶴岡工業高等専門学校 (2019-2022) |
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研究代表者 |
正村 亮 長野県工科短期大学校, 情報エレクトロニクス学科, 准教授 (50757599)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 電子伝導 / イオン伝導 / 混合伝導 / ナノカーボン / イオン液体 / 二次電池 / カーボンナノチューブ / ポリスチレンスルホニルイミド / 保護膜 / Li負極二次電池 / シングルイオン電導性ポリマー / シングルイオン伝導 / 複合材料 / リチウムデンドライト / シングルイオン伝導性ポリマー / リチウムイオン伝導 / 酸化グラフェン / π共役系 / π共役系ポリマー / イオン液体型ポリマー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、電子（正孔）伝導体であるπ共役系分子と、イオン伝導体であるイオン液体を精密に複合化させ、１種類の材料中で電子伝導とイオン伝導を同時に有する、「新規混合伝導性有機材料」の創成を行ない、構造と電子伝導度・イオン伝導度との相関を明らかにする。
π共役系分子と、イオン液体は、それぞれが著しい発展を遂げ成熟されつつある材料であるが、これらの特徴を融合させた研究はほとんどなく未踏の領域であり、学際的な研究として推進していくことを目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ナノカーボン材料などの電子伝導性材料と、イオン液体などのイオン伝導性材料を精密に複合化させ、1種類の材料中で電子伝導とイオン伝導を同時に有する、「新規混合伝導性有機材料」の創成を行ない、Li負極二次電池材料への応用を検討した。本材料をコーティング材料としてLi負極上へ塗布し、Li-Li対象セルを用いたLi溶解/析出反応の繰り返し試験を行った結果、コントロールと比較して、Liの溶解/析出サイクル増加にともなう過電圧の上昇が抑制され、長期での安定化が示唆された。コーティングによって電極界面での電解液の分解が阻害され、絶縁性の不動態膜の吸着が抑制された結果であると推測される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現行のリチウムイオン電池の性能を凌駕する次世代二次電池に対する期待は大きく、2030年カーボンニュートラルに向けた取り組みにおいても、安全かつ大量に電気を貯めることができる高性能な二次電池の開発が期待されている。このような背景の元、本研究で得られた成果は、次世代二次電池の一つとして期待されているLi負極二次電池における「安全性向上」と「高寿命化」に資するものであり、産業的な観点から見ても波及効果が大きい。
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