| 研究課題/領域番号 |
15H02347
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
エネルギー学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
平井 秀一郎 東京工業大学, 工学院, 教授 (10173204)
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| 研究分担者 |
植村 豪 東京工業大学, 工学院, 特任准教授 (70515163)
河村 雄行 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (00126038)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | リチウム空気電池 |
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| 研究成果の概要 |
リチウム空気電池は理論容量が最も大きい二次電池であるが，実用化に求められる高い電流密度での放電ができない．本研究では，電池性能を律速していると考えられる空気極内の酸素の移動・反応を統合的に解明し，電池を高性能化するため，低エネルギーX線CT計測，XRD計測，微細ファイバ式酸素濃度計測など，電池内部を非破壊かつその場（in-situ）で計測できる手法を駆使した複合計測を実施した．その結果，空気極の深部までは酸素が輸送されておらず，放電反応が表面近傍に集中し，反応生成物も偏析していることを明らかにした．さらに電極構造や電解液の含侵状態を改良することで，高い電流密度でも放電が実現できることを示した．
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| 自由記述の分野 |
熱工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で活用したin-situ計測技術は，リチウム空気電池だけでなく，他の二次電池や燃料電池など，多数の電気化学デバイス内で生じる現象の計測に活用でき，理学・工学の広範囲の学術領域で使用される新規性がある．さらに研究対象であるリチウム空気電池については，その理論容量の大きさから，電気自動車用の重要な電源となるだけでなく，再生可能エネルギーの利用・普及に向けた，大容量かつ安全な蓄電デバイスとしても重要な役割が果たせる．本研究で対象とする水系リチウム空気電池では電解液に塩化リチウム水溶液を用いるため，従来の有機電解液を用いたリチウムイオン電池のような，短絡時の火災リスクも大幅に低減できる．
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