| 研究課題/領域番号 |
21K14718
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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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| 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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
山本 貴之 京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教 (30783823)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 二次電池 / 炭素材料 / イオン液体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
正極および負極にグラファイトなどの炭素材料を用いたデュアルカーボン電池は、構成がシンプルかつ高起電力化が可能な興味深い二次電池である。本研究では、主にアミド系イオン液体電解質を用いて、炭素材料の充放電メカニズムについて反応電位の観点で再整理を行う。また、得られた知見をもとに、高性能なデュアルカーボン電池を構築することを目標とする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、イオン液体電解質を用いたデュアルカーボン電池の構築を目指し、特に電解質とグラファイト正極材料の適合性を中心に検討した。その結果、FTA系イオン液体で良好な正極特性を示す傾向が得られた。また、FSA系イオン液体については、電解質に含まれるアルカリ金属カチオンの種類で正極性能が大きく異なり、Na+の場合は特異的なアニオン挿入挙動を示した。さらに、K[FTA]-[C4C1pyrr][FTA]イオン液体を電解質、グラファイトを正極および負極に用いたデュアルカーボン電池が良好なフルセル性能を示すことを明らかにした。以上から、希少金属を含まない安全な新規蓄電池の実現可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
イオン液体を用いたデュアルカーボン電池は、レアメタルフリーかつ安全性の高い二次電池であり、高起電力も見込まれる有望な次世代蓄電池の一つである。一方で、デュアルカーボン電池に関する研究は、従来のリチウムイオン電池と異なるメカニズムで動作することから、研究報告例は他の電池と比べて必ずしも多くは無い。本研究で得られた成果は、デュアルカーボン電池の高性能化に向けた指針を示すものであり、学術的および社会的意義が大きいと考えられる。
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