金属有機構造体を正極材料としたカルシウムイオン電池の開発

• 研究課題/領域番号: 23K13830
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 米子工業高等専門学校
• 研究代表者: 清水 剛志 米子工業高等専門学校, 総合工学科, 特命助教 (50845386)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: カルシウムイオン電池 / 固体内拡散 / 金属有機構造体

研究開始時の研究の概要

カルシウムイオン電池（CIB）は、低コストで開発できるだけでなく、理論的には現行のリチウムイオン電池の2倍の体積エネルギー密度をもつポストリチウムイオン電池として注目されている。しかし、従来の酸化物正極活物質では、結晶構造を構成するO2-とキャリアーイオンCa2+との強いクーロン相互作用が狭い空間で生じるためCa2+の固体内拡散が非常に遅くなり、CIBの容量は低く、充放電時間は非常に長かった。本研究では、1価のアニオンと大きな空孔をもつ金属有機構造体（MOF）を正極活物質とし、高容量かつ高速充放電可能なCIBの開発およびその電池反応機構の解明を行う。