| 研究課題/領域番号 |
21K19015
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
忠永 清治 北海道大学, 工学研究院, 教授 (90244657)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | アニオン電池 / 層状複水酸化物 / アニオン交換型電池 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
安全性にすぐれた新規蓄電池システムとして、アニオン交換型の電極材料を用いた電池系が注目されている。その中で、水系電解液中で陰イオンが挿入脱離可能な材料の開発が望まれている。本研究では、インターカレーション型のアニオン挿入脱離可能な電極材料として遷移金属含有層状複水酸化物（LDH）を新たに提案し、水系電解液において塩化物イオンなどの陰イオンの電気化学的挿入脱離を可能とすることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
新規蓄電池システムとして、アニオン交換型の電極材料を用いた電池系が注目されている。本研究では、インターカレーション型の塩化物イオン挿入脱離可能な電極材料として遷移金属含有層状複水酸化物（LDH）を検討した。LDHは通常、2価および3価金属の水酸化物層と層間のアニオンおよび層間水から構成されており、電気化学的な金属の価数変化により層間アニオンが挿入脱離することが期待される。そこで、様々な遷移金属含有LDHを合成し、その電気化学的挿入脱離挙動を検討した。その結果、Co-Al系LDHが、水系電解液および有機電解液系において、陰イオンが電気化学的に挿入脱離が可能であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
層状複水酸化物は、多くのエネルギーを必要としない共沈法で合成可能である。遷移金属含有LDHが、アニオン交換型の電極材料として用いることが可能であることを明らかにした本研究は、今後のアニオン型電池の研究の進展に大きく貢献することができると考えられる。また、これを機に、アニオン交換型電池の研究がさらに進展すれば、新規蓄電池システムとして大きく発展する可能性があり、その社会的意義は大きいと考えられる。
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