固体イオニクスデバイスの安定動作を実現する電解質保護層の設計指針の提案とその実証

• 研究課題/領域番号: 25K01867
• 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36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 雨澤 浩史 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (90263136)
• 研究分担者: 木村 勇太 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60774081) ; 川合 航右 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60914950)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2026年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2025年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: 固体イオニクス / 化学ポテンシャル / オペランド計測

研究開始時の研究の概要

固体イオン伝導体を電解質に用いる固体イオニクスデバイスでは，両電極における可動化学種の化学ポテンシャル差を駆動力として動作する。しかし，その際に電極間で発生する高電圧を電解質材料が維持するのは困難なことが多く，その不安定性の解決が急務とされている．本研究では，固体イオニクスデバイスの安定動作を実現する対策として，固体イオニクスの理論に基づき設計された保護層を電解質／電極間に導入することを提案する。合わせて，独自に開発されたオペランド計測技術を適用し，固体イオニクスデバイスにおける化学ポテンシャルおよびその分布を実験的に明らかにすることで，提案の有効性を実証する。