分子動力学法と機械学習によるイオン液体中リチウムイオンの拡散挙動に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24K23103
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0502:無機・錯体化学、分析化学、無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: JO JuYeon 京都大学, エネルギー科学研究科, 特定助教 (61004685)
• 研究期間 (年度): 2024-07-31 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: イオン液体 / 拡散 / 分子動力学シミュレーション / 機械学習 / 電解液

研究開始時の研究の概要

イオン液体はカチオンやアニオンを様々な分子構造にデザインして組み合わせることで、溶媒の物性を自由に設計できる。電気化学的に安定な性質を持っており、リチウムイオン電池における電解液として注目されている。しかし、通常の水溶液に比べ高い粘度を持ち、リチウムイオンの拡散係数が低くなる問題がある。本研究は、適度な粘度を示しながらも有用な特徴を維持するイオン液体の組み合わせを模索することを目的にしている。
具体的には、分子動力学シミュレーションを用いてイオン液体系の挙動を記述し、分子相互作用の特性を抽出する。その特性から粘度や拡散係数を予測する機械学習モデルを構築して、予測結果は実験による検証を行う。