| 研究課題/領域番号 |
20K05688
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2020-2021) |
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研究代表者 |
作田 敦 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30635321)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 全固体電池 / 電極活物質 / 硫化物 / ナトリウム / 固体電解質 / セラミックス / 合成プロセス / 金属硫化物 / ナトリウム電池 / メカノケミカル法 / モリブデン / 多硫化物 / ナトリウムイオン電池 / 熱分解 / 二次電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
豊富な資源量を有するナトリウムと硫黄を電極活物質として用いかつ高エネルギー密度が得られるナトリウム－硫黄(NAS)電池は、持続的社会において重要な大型蓄電システムである。NAS電池はすでに実用化しているが、300°Cを超える高温作動が必要であり、溶融状態のナトリウムを用いるために安全面の不安もある。NAS電池を超える次世代電池を開発するためには、常温作動が可能な高容量電極活物質が必要である。
本研究ではナトリウム含有金属硫化物の多くが未開拓であることに課題を見出し、ナトリウム含有金属硫化物の新物質の開拓及びその電極活物質としての物性の解明に取り組む。
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| 研究成果の概要 |
ナトリウム二次電池の実現には「大容量かつ可逆性の高い電極活物質の開発」が求められている。本研究課題では、「ナトリウム含有金属硫化物の新物質の開拓及びその電極活物質としての物性の解明」を主な目的として、ナトリウム含有金属硫化物系電極活物質に関する学術基盤の確立に取り組んだ。本研究では、従来の概念である遷移金属の酸化還元とは異なり、金属硫化物の構成成分全体による酸化還元による大きな充放電容量の発現を狙った。今回、資源的に魅力がある鉄、また、元素戦略的に使用可能な範囲でチタンよりも高い電子伝導性や高容量の発現が期待できるニッケル、モリブデンに着目した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「ナトリウム含有硫化物合成」に関する研究基盤が確立できた。得られた成果は、硫化物系全固体ナトリウム二次電池の長年の課題である材料の量産性の課題の解決へのブレイクスルーとなり、資源量が豊富で量産性に優れる全固体電池の実現に大きく貢献することができる。
リチウムイオン電池やNAS電池は、日本で初めて実用化された電池である。本成果により、世界に先駆けた日本での全固体ナトリウム電池の実用化ができれば、産業界へのインパクトは極めて大きい。
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