| 研究課題/領域番号 |
21K14730
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
マセセ タイタス 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (70758466)
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | カリウムイオン電池 / 二次電池 / 電極材料 / 電気化学 / 固体化学 / 物性論 / 数理物理学 / トポロジー / 正極材料 / 正極 / 高エネルギー密度 / 高電圧 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
カリウムイオン電池は、リチウムイオン電池に比類する高電圧と急速充放電特性が期待されており、その研究開発、特に正極材料においては近年、急激に加速している。しかし現状の酸化物系正極材料については、得られる電圧が必然的に低いため、高電圧・高エネルギー密度カリウムイオン電池としての候補正極にはなり得なかった。本研究では高電圧を発揮できる新規酸化物系正極材料の開発に取り組み、高エネルギー密度なカリウムイオン電池の創製に資する。
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| 研究成果の概要 |
高電圧なカリウム(K)イオン電池用新規正極材料として、高電位を示す層状型酸化物材料群の開発に取り組んだ。得られた層状型新規酸化物材料群の充放電特性を検討した結果、約4ボルトと高い電位を示すことが確認された。また高分解能透TEMを用いて開発した正極材料の微細構造を観察したところ、特異な積層構造を含み、それは充放電特性に大きな影響を及ぼすだけではなく、多種多様な物理的・化学的・数論的現象を誘起させることが分かった。また従来のKイオン、ナトリウム(Na)イオン電池用正極材料に加えて、KとNa両方を含有する4ボルト級正極材料を開発し、K-Na合金液体負極を用いた新型蓄電池システム構築に向けて前進した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高性能カリウムイオン電池の実現は高電位新規電極材料の開発が必須である。そこで4V 級カリウムイオン電池の創製を目指し、高電位系新規正極材料の研究開発を行った。得られた成果は、高電圧・高エネルギー密度カリウムイン蓄電池の実現に資するものであり、次世代の環境・エネルギー技術としての意義だけでなく、高電圧正極材料の反応機構 を解明する学術研究としての意義がある。
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