リチウム空気電池の高効率酸素輸送と高出力化を実現するIonomer被覆電極の構築

• 研究課題/領域番号: 24K00812
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 植村 豪 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70515163)
• 研究分担者: 田部 豊 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80374578) ; 青山 祐介 北海道大学, 工学研究院, 助教 (21002685)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2025年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2024年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: リチウム空気電池

研究開始時の研究の概要

リチウム空気電池は理論容量の最も大きい二次電池であるが，実用化レベルの電池出力が達成できていない．そこで本研究では反応に必要な酸素を効率よく輸送するために固体高分子薄膜（Ionomer）を用い，空隙を埋没させずに反応面上を被覆した多孔質電極を新たに提案する．Ionomerは薄膜を広範囲に形成できるため，酸素の輸送効率が大幅に向上し，反応面積も増大できると考えられる．酸素とリチウムイオンの両者を効率よく輸送し，さらにはIonomerの膨潤や反応生成物の析出も加味した，リチウム空気電池の高出力化を実現する多孔質電極の構築を目指す．