| 研究課題/領域番号 |
15K13881
|
|---|
| 研究機関 | 東京工業大学 |
|---|
研究代表者 |
平井 秀一郎 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (10173204)
|
|---|
| 研究分担者 |
植村 豪 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (70515163)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | リチウム空気電池 |
|---|
| 研究実績の概要 |
リチウム空気電池はリチウムと空気中の酸素を反応に用いるため，理論エネルギー密度が最も高く，電気自動車の航続距離を800km台まで長大化できる二次電池である．しかし現状は酸素を空気極側の気液界面から受動的に溶解・拡散させる速度が遅く，電極への酸素フラックスが不足し，本来の電池出力が発揮されていない．
本年度は，ナノバブル生成装置により，リチウム空気電池の電解液内酸素濃度を低濃度（2.6 mg/L）から高濃度（15.0 mg/L）まで幅広く制御しながら，放電試験が実施できる実験装置および電池セルを構築した．電解液中の溶存酸素量を変化させながら放電試験を行ったところ，酸素濃度を増加させるほど過電圧が低減することができた．しかし，酸素を電解液中の拡散のみで輸送すると，高電流密度化に伴う性能低下は避けられなかったため，正極の多孔質電極中に高酸素濃度の電解液が流せるフロー型セルを構築した．放電試験の結果，濃度過電圧が大幅に低減されることが分かり，電極内の反応面への酸素輸送を高フラックス化させることに成功した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画に示したように，リチウム空気電池の正極に対して，ナノバブルによる酸素輸送を高フラックス化させる実験装置を構築し，電解液中における酸素輸送が電池性能に及ぼす影響について調べた．放電試験の結果，溶存酸素濃度，および電流密度が電池性能に及ぼす影響について明らかにすると共に，電解液フロ―型セルを用いることで，酸素濃度過電圧を大幅に低減させることに成功した．
|
| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究において，電解液内の溶存酸素濃度制御技術，およびリチウム空気電池正極内への電解液フロー技術を確立した．次年度以降はこれらの技術を適用し，電池の放電特性と共に交流インピーダンス計測を実施し，参照電極を用いることで特に正極性能に及ぼす影響を明らかにする．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
実験は当初計画通り進めることができた一方，実験試料（リチウム金属，電解液）の消費量が想定よりも少なく済んだため，次年度使用額が生じた．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
今年度の研究成果を踏まえると，次年度の実験では当初計画よりも実験試料が多く必要になることが見込まれるため，試料購入費用に充てる．
|
