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階層的イオン伝導チャンネルを用いたハイパワー高エネルギー密度電極の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21360479
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学
研究機関京都大学

研究代表者

八尾 健  京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 教授 (50115953)

研究分担者 日比野 光宏  京都大学, 大学院・エネルギー科学研究科, 准教授 (20270910)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2009年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
キーワードエネルギー全般 / 複合材料・物性 / 固体イオニクス / リチウムイオン電池 / 空気電池 / 拡散係数 / イオン結晶 / 二次電池 / 酸化鉄
研究概要

マグヘマイト(ガンマ相三酸化二鉄、γ-Fe2O3)中のリチウムイオンの拡散係数を電気化学的手法で決定した。マグヘマイトのナノサイズ粒子を用いて、導電性炭素材料のケッチェンブラックと複合化することで、ナノおよびメソスケールのイオン伝導チャンネル複合体を構築した。リチウム-空気電池の正極として適用し、可逆性、サイクル性いずれにおいても良好な性能を示すことを明らかにした。
鉄系層状構造酸化物のCaFeO2やSrFeO2が、リチウムイオン電池のコンバージョン反応系負極として機能し、特に、CaFeO2においては、より高いエネルギー密度電極となることを見出した。この高容量はカルシウムとリチウムの合金化反応に起因すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (27件) 図書 (5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Structure change analysis inγ-Fe2O3/carbon composite in the process of electrochemical lithium insertion2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamauchi, Mitsuhiro Hibino and Takeshi Yao
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 191 ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Structure change analysis in γ-Fe_2O_3/carbon composite in the process of electrochemical lithium insertion2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamauchi, Mitsuhiro Hibino, Takeshi Yao
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 191 号: 1 ページ: 45-48

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2011.04.003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 欠陥ペロブスカイト構造酸化物BaLaIn2O5. 5を電解質として用いた一室式燃料電池の開発2010

    • 著者名/発表者名
      八尾健、日比野光宏
    • 雑誌名

      燃料電池

      巻: 第10巻 ページ: 140-144

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 欠陥ペロブスカイト構造酸化物BaLaIn_2O_<5.5>を電解質として用いた一室式燃料電池の開発2010

    • 著者名/発表者名
      八尾健、日比野光宏
    • 雑誌名

      燃料電池

      巻: 10 ページ: 40-44

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 層状構造鉄系酸化物AeFeO2(Ae=Ca, Sr)のリチウムイオン電池電極としての反応特性2010

    • 著者名/発表者名
      小笠原圭佑、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/キャパシタカーボン複合材料の電気化学キャパシタ特性2010

    • 著者名/発表者名
      深見賢太、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 層状構造鉄系酸化物AeFeO_2(Ae=Ca, Sr)のリチウムイオン電池電極としての反応特性2010

    • 著者名/発表者名
      小笠原圭佑、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台、情報・産業プラザ
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/キャパシタカーボン複合材料の電気化学キャパシタ特性2010

    • 著者名/発表者名
      深見賢太、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台、情報・産業プラザ
    • 年月日
      2010-11-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe2O3/KB複合体のリチウム-空気二次電池触媒特性2010

    • 著者名/発表者名
      端野優、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-24
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体のリチウム-空気二次電池触媒特性2010

    • 著者名/発表者名
      端野優、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第36回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      仙台、情報・産業プラザ
    • 年月日
      2010-11-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3のリチウム挿入後結晶構造経時解析2010

    • 著者名/発表者名
      朴陞原、織田真也、薮塚武史、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      第51回電池討論会
    • 発表場所
      名古屋、愛知県産業労働センター
    • 年月日
      2010-11-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structure Change Analysis with Time for Li inserted γ-Fe_2O_32010

    • 著者名/発表者名
      Masaya Oda, Seungwon Park, Takeshi Yabutsuka, Mitsuhiro Hibino, Takeshi Yao
    • 学会等名
      218th Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      米国、ラスベガス
    • 年月日
      2010-10-11
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] (Plenary) Study for Lithium Ion Rechargeable Battery Material2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yao
    • 学会等名
      Joint International Conference Innovations for Environmental Actions Symposium and 7th Sustainable Energy and Environment (SEE) Forum Meeting "Innovations for Renewable Energy"
    • 発表場所
      ベトナム、ハノイ(招待講演)
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Crystal Structure Analysis with Time for Lithium Inserted γ-Fe_2O_3 with Various Insertion Rate2010

    • 著者名/発表者名
      Seungwon Park, Masaya Oda, Takeshi Yabutsuka, Mitsuhiro Hibino , Takesbi Yao
    • 学会等名
      Joint International Conference Innovations for Environmental Actions Symposium and 7th Sustainable Energy and Environment (SEE) Forum Meeting "Innovations for Renewable Energy"
    • 発表場所
      ベトナム、ハノイ
    • 年月日
      2010-09-21
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 一室式燃料電池の開発2010

    • 著者名/発表者名
      八尾健、日比野光宏
    • 学会等名
      環境ビジネスシーズ発表会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Crystal Structure Study of γ-Fe_2O_3 Cathode with Time for Lithium Insertion2010

    • 著者名/発表者名
      Seungwon Park, Masaya Oda, Takeshi Yabutsuka, Mitsuhiro Hibino , Takeshi Yao
    • 学会等名
      第2回GCOE国際シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学、おうばくプラザ
    • 年月日
      2010-08-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体を電極触媒として用いたリチウム-空気二次電池の充放電挙動2010

    • 著者名/発表者名
      端野優、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2010-03-31
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] リチウム挿入γ-Fe_2O_3の結晶構造経時解析-リチウム挿入停止後γ-Fe_2O_3/ABの構造解析-2010

    • 著者名/発表者名
      織田真也, 朴陞原, 藪塚武史, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/炭素複合体を電極触媒として用いたリチウム-空気二次電池の充放電挙動2010

    • 著者名/発表者名
      端野優, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン二次電池高容量負極としてのγ-Fe_2O_3/炭素複合体の開発2010

    • 著者名/発表者名
      亀山恭平, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン二次電池高容量負極としてのγ-Fe_2O_3/KB複合体の開発2010

    • 著者名/発表者名
      亀山恭平、端野優、日比野光宏、八尾健、今井義博
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2010-03-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/炭素複合体へのリチウムイオン挿入における速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      日比野光宏、川田浩史、島大祐、薮塚武史、八尾健
    • 学会等名
      第35回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/炭素複合体へのリチウムイオン挿入における速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      日比野光宏, 川田浩史, 島大祐, 八尾健
    • 学会等名
      第35回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2009-12-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体のリチウムイオン二次電池負極特性2009

    • 著者名/発表者名
      端野優、日比野光宏、今井義博、八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体リチウムイオン二次電池正極の充放電と速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      川田浩史、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3へのリチウムインターカレーションと拡散特性2009

    • 著者名/発表者名
      島大祐、日比野光宏、八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体のリチウムイオン二次電池負極特性2009

    • 著者名/発表者名
      端野優, 日比野光宏, 八尾健, 今井義博
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体リチウムイオン二次電池正極の充放電と速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      川田浩史, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3へのリチウムインターカレーションと拡散特性2009

    • 著者名/発表者名
      島大祐, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] γ-Ferric Oxide/Carbon Composite Synthesized by Aqueous Solution Method as a Cathode for Lithium-Ion Batteries2009

    • 著者名/発表者名
      日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      Zero-Carbon Energy Kyoto 2009, The 1st International Symposium : Kyoto University Global COE Program
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-08-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Cathode Property of γ-Fe_2O_3/carbon Composite Fabricated by Aqueous Solution Method for Lithium-ion Battery2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Hibino, Naomi Okazaki, Hiroshi Kawada, Takeshi Yao
    • 学会等名
      17th Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      カナダ国トロント
    • 年月日
      2009-07-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] リチウム二次電池部材写真集-表面形状、分散状態、内部構造、組成分布、劣化状態の観察-」,第2章負極、第六節γ-Fe2O3/炭素複合体の高分解能観察-導電助剤との混合・接触状況2011

    • 著者名/発表者名
      八尾健
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 「リチウム二次電池部材 写真集-表面形状、分散状態、内部構造、組成分布、劣化状態の観察-」,第2章負極、第六節γ-Fe_2O_3/炭素複合体の高分解能観察-導電助剤との混合・接触状況-2011

    • 著者名/発表者名
      八尾健
    • 総ページ数
      110
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] リチウムイオン電池の科学-ホスト・ゲスト系電極の物理化学からナノテク材料まで2011

    • 著者名/発表者名
      工藤徹一、日比野光宏、本間格
    • 総ページ数
      235
    • 出版者
      内田老鶴圃
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] リチウムイオン電池の科学-ホスト・ゲスト系電極の物理化学からナノテク材料まで2010

    • 著者名/発表者名
      工藤徹一、日比野光宏、本間格
    • 出版者
      内田老鶴圃
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] "γ-Ferric Oxide/Carbon Composite Synthesized by Aqueous Solution Method as a Cathode for Lithium-Ion batteries", pp. 31-38, Zero-Carbon Energy Kyoto 2009, Proceedings of the First International Symposium of Global COE Program(editor T. Yao.)2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hibino, T.Yao
    • 総ページ数
      390
    • 出版者
      Springer, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fssc.energy.kyoto-u.ac.jp/index.ht

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fssc.energy.kyoto-u.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://fssc.energy.kyoto-u.ac.jp/index.htm

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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