| 研究課題/領域番号 |
21H01870
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
|
|---|
| 研究機関 | 山口大学 |
|---|
研究代表者 |
堤 宏守 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90211383)
|
|---|
| 研究分担者 |
片山 祐 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (70819284)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
|
|---|
| キーワード | レドックスフロー電池 / フェロセン誘導体 / 有機電解液 / 電力貯蔵 / 電力平坦化 / フェロセン / チオフェン / エネルギー貯蔵 / オペランド解析 / 電力平準化 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
現行レドックスフロー電池は活物質に金属イオンを、電解液に水溶液を用いている。このため低出力電圧という問題点があった。有機化合物を活物質に用いる事で、その高出力電圧化が可能となる。しかしながら、これまでに報告されている有機レドックスフロー電池は活物質系が複雑で有り、メンテナンスが難しいなどの課題があった。本研究では、単一の有機化合物を活物質としたレドックスフロー電池を構築するとともに、現在、活物質の候補と考えている物質の電池内の挙動を各種分析により明らかにすることで、レドックスフロー電池により適した活物質を設計するための指針を見いだすと共に、それを用いた電池系を構築する。
|
| 研究成果の概要 |
自然エネルギー由来電力の供給不安定解消には大型二次電池の実用化が不可欠であり、レドックスフロー電池がその役割を果たす。レドックスフロー電池の電力貯蔵量をより増やすための新規電池系として有機電解液とフェロセン誘導体を用いる系を提案、その可能性を検討した。フェロセン誘導体としてフェロセンにチオフェン環を結合させた化合物を2種類合成、その特性評価を行ったところ、安定した電気化学応答を得るためには、チオフェン環に還元反応時の副反応を抑制するためのメチル基の導入が不可欠であることが明らかとなった。セルを組み充放電試験を実施したものの、セル構造が最適化できずに明確な充放電反応を観測することはできなかった。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽光や風力のような自然エネルギー由来電力の供給不安定解消には大型二次電池の実用化が不可欠であり、レドックスフロー電池がその役割を果たす。レドックスフロー電池の電力貯蔵量をより増やすためには、現在用いられている水系電解液では、水の電気分解が低い電圧で起こるために電力貯蔵量を増すことができない。そこで水よりも分解しにくい有機電解液を用いたレドックスフロー電池に注目が集まっており、本研究では、有機電解液中で作動可能な電池用材料としてフェロセン誘導体を用いることを考え、この電池に適すると考えられるフェロセン誘導体を2種類合成、その有機電解液中における反応を詳細に調べた。さらに電池系への展開を試みた。
|
