| 研究課題/領域番号 |
17360464
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
八尾 健 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50115953)
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| 研究分担者 |
日比野 光宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (20270910)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| キーワード | 固体電気化学 / イオン導電性 / リチウムイオン電池 / バナジウムコバルト酸化物 / インターカレーション / 燃料電池 / 混合導電材料 / X線吸収微細構造 |
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| 研究概要 |
1.一次元イオン伝導チャンネルをもつバナジウムコバルト酸化物CoV_3O_8の固相法による合成法を確立し、リチウムイオン電池電極として評価した。リチウム挿入に伴い構造が変化し、深い放電では非晶質に変化することがわかった。2サイクル目以降は可逆な充放電が可能であった。充電過程では大きな電位変化から、放電過程で生成した非晶質からリチウムが脱離し、この非晶質により2サイクル目以降の可逆な充放電を担っていると考えた。またn-ブチルリチウムを用いて化学的なリチウム挿入を行い、構造を調べた。充放電試験を行ったところ、CoV_3O_8に比べて1サイクル目における不可逆容量が小さくなり、放電過程で非晶質相生成に使用される電気量が低減できた。
2.金属タングステンと過酸化水素から直接合成可能な固体酸である非晶質の過酸化ポリタングステン酸(PPTA)は、一次元トンネル構造をもつ六方晶WO_3の前駆体である。また、PPTA自身も構造中でのイオン移動が可能である。イオン移動と構造との関係を明らかにする目的で、X線吸収スペクトルの測定を行い、XAFS解析を行った。タングステンの第一近接酸素は、熱処理前は稜共有の酸素原子であるが、熱処理によって頂点共有された酸素原子が支配的になることがわかった。第二近接酸素は120℃の熱処理で消失した。これは熱処理による過酸化物基や水和水の分解に起因すると考えられる。以前提案されたPPTAの構造モデルは配位数については説明が困難であることが明らかとなった。熱処理によって頂点共有のW-0結合による重合が進むという従来の説明は、本研究においても支持された。
3.(1)Ba_2In2O_<5.5>のInをCoやFeで置換した試料は高い電子導電及び酸化物イオン導電を示す材料であることを明らかにした。(2)Ba_2LaInO_<5.5>を用いて一室式燃料電池を作製し、燃料供給条件と発電性能との相関を明らかにした。
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