| 研究課題/領域番号 |
13650895
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業化学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
古川 直治 大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (70081338)
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| 研究分担者 |
野原 愼士 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (40326278)
井上 博史 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (00213174)
岩倉 千秋 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (00029183)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| キーワード | ニッケル-亜鉛二次電池 / 充放電特性 / 高分子ゲル電解質 / 高吸水性高分子 / 保水性 / 電気伝導率 / 電極 / 電解質界面 / 電位窓 |
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| 研究概要 |
固体あるいはゲル電解質を用いたニッケル-亜鉛電池(Ni/Zn)やニッケル-水素(Ni/MH)二次電池は、小型、軽量、柔軟性などの特徴を有する高エネルギー密度の電池を構築することができる。そこで、吸水性、保水性およびゲル化力に優れた架橋型ポリアクリル酸カリウムあるいはその誘導体を用いて水酸化カリウム(KOH)および酸化亜鉛(ZnO)を含む高分子ゲル電解質を作製することに成功し、そのキャラクタリゼーションを行うとともにNi/Zn電池に適用して水溶液電解質系と比較検討した。本研究で得られた知見を総括すると以下のようになる。
1)架橋型ポリアクリル酸カリウムと(KOH+ZnO)水溶液から作製した高分子ゲル量解質は、広いKOHおよびZnOの濃度範囲、温度範囲においてKOH水溶液とほぼ同等の高い電気伝導率(0.5Scm^<-1>)を有する。
2)高分子ゲル電解質は、KOH水溶液と同等の広い電位窓を有し濃アルカリ中でも安定であり、また、ニッケル正極および亜鉛負極との界面における電荷移動反応は円滑に進行する。
3)高分子ゲル電解質は、金属(Cu,Niなど)に対するクリープ(電解質の這い上がり)が水溶液電解質より著しく低く対クリープ性が優れている。
4)架橋型ポリアクリル酸カリウムと(KOH+ZnO)水溶液から作製した高分子ヒドロゲル電解質を用いて薄型のNi/Zn電池を組み立て充放電試験を行って水溶液電解質系の同型電池と比較検討した結果、前者の特性が著しく優れていることが判明した。
5)本研究で作製した高分子ゲル電解質は優れた電気化学特性を有する電解質材料であり幅広い応用が期待される。また、このゲル電解質を用いたNi/Zn電池も実用化が期待できるので現在、電解質および電池についてより詳細な特性評価を続けている。
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