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2016 年度 実施状況報告書

ナノバブル生成/溶解のスマート計測制御による狭隘空間内物質移動の超高フラックス化

研究課題

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, 工学院, 教授 (10173204)

研究分担者 植村 豪  東京工業大学, 工学院, 特任准教授 (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.本研究ではナノバブル生成装置を導入して電解液内の酸素濃度制御を実現することで,本年度は電池出力の向上をめざし,参照極を用いたリチウム空気電池正極のインピーダンス計測を実施し,放電に伴う過電圧成分の分離,特定を行った.

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

ナノバブル生成装置を導入し,電解液内の酸素濃度を大きく三種類(低酸素濃度,通常(大気平衡)酸素濃度,高酸素濃度)に制御した際,放電に伴う過電圧の変化を計測した.特にリチウム空気電池の正極における過電圧成分を分離するため,参照極を用いたインピーダンス計測を実施した.実験の結果,高酸素濃度電解液を用いても低電流密度領域から酸素濃度過電圧が生じ,放電に伴う大きな抵抗成分になっていることが明らかとなった.

今後の研究の推進方策

本年度の研究において,リチウム空気電池正極における過電圧成分を分離することに成功した.これまでの知見を活かし,次年度以降は電解液フロー型空気電池など,放電に伴って十分な酸素供給が実現できるリチウム空気電池システムを構築する.

次年度使用額が生じた理由

前年度のセルを流用することで,本年度の実験が十分に実施できた.このため,当初計画に含まれていたセルを作製しなかった結果,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,次年度の実験では新しいセルを用いることが見込まれるため,セル購入費用に充てる.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Effects of O2 Concentration and Precipitates on the Lithium Air Battery2016

    • 著者名/発表者名
      2)Suguru Uemura, Kosuke Torikai, Tomoaki Furuyama, Takashi Sasabe, Nobuyuki Imanishi, Shuichiro Hirai
    • 学会等名
      ECS meeting, PRiME2016
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center(Honolulu, Hawaii)
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • 国際学会
  • [学会発表] リチウム空気電池性能特性に及ぼす酸素濃度・析出物の影響2016

    • 著者名/発表者名
      植村豪, 古山知諒, 鳥飼孝介, 笹部崇, 今西誠之, 平井秀一郎
    • 学会等名
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪)
    • 年月日
      2016-05-24 – 2016-05-26

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公開日: 2018-01-16  

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