| 研究課題/領域番号 |
20KK0114
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
項 栄 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 外国人客員研究員 (20740096)
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| 研究分担者 |
井ノ上 泰輝 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (00748949)
熊本 明仁 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員共同研究員 (70724590)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 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 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 一次元ファンデルワールスヘテロ構造 / カーボンナノチューブ / 透過型電子顕微鏡 / リチウム‐硫黄電池 / 電子顕微鏡 / CVD |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Li-S battery is a next-generation secondary battery which possesses a high specific energy density. However, because of the electric insulation of S, a conductive material, mostly carbon materials, is needed in the cathode to form conduction networks. Here we propose to use our recently developed vertically aligned 1D van der Waals heterostructures in the cathode of Li-S battery. Besides the conventional advantages like high surface area and high axial electron conductance, 1D vdWH arrays may further improve the performance by enhancing the Li-S reaction and refraining the shuttle effect.
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| 研究成果の概要 |
化学気相成長法（CVD）により合成された1次元ヘテロナノチューブの構造詳細と形成機構を研究した。エッジ構造、核生成サイト、結晶エピタキシー関係が明らかになった。
結晶エピタキシー関係を透過型電子顕微鏡で明瞭に明らかにした。
(PNAS 2021）。原子レベルで精密な単一キラリティ SWCNT 上に 1D vdW ヘテロ構造を構築する可能性を実証した（Carbon 2023）。また、Liデンドライトを抑制する新しいタイプの添加剤を提案するが、実用電池の正極材料に1Dヘテロ構造を使用するための指針も示している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Designing and fabricating new materials for novel types of, particularly high energy, density batteries will be curical for the development of electric vehicles. 1D van der Waals heterostructures with proper structure is expected to be a cathode material for this purpose.
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