| 研究課題/領域番号 |
18H01738
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
李 海文 九州大学, 水素エネルギー国際研究センター, 准教授 (40400410)
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| 研究分担者 |
中島 裕典 九州大学, 工学研究院, 助教 (70432862)
池田 一貴 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別准教授 (80451615)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | イオン伝導 / 水素化物 / 水素貯蔵 |
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| 研究実績の概要 |
今年度では、固体電解質としてLiBH4を用いて、約40nmの均一な厚さを有するBiナノシート（Bi-NS）をアノードにして、対極としてLi金属を用いた全固体電池特性を詳しく評価解析した。作製された全固体電池において、0.01～3.0 Vの電位範囲で、250 mA/gの電流密度で、Bi-NS電極の初回放電-充電電圧プロファイルから、約519 mAh/gの放電容量と562 mAh/gの充電容量を得た。理論放電容量よりやや大きい値が得られたことは、2.5～3.0Vの電位窓でLiBH4電解質の部分分解に起因すると考えられる。この影響を避けるべく、カットオフ電圧を3.0Vから2.0Vに調整した。初回の放電曲線から、約0.78と0.72 Vで、LiBiとLi3Bi合金のそれぞれの形成に起因する2つのプラトーが観察された。また、それぞれ約603と503 mAh/gの高い放電容量と充電容量が得られ、初期クーロン効率は80％であることがわかった。この高いクーロン効率は、Bi-NSとLiBH4の間に安定した界面の形成に起因すると考えられる。約0.75 Vの放電プラトーと約0.85 Vの充電プラトーは、可逆的なLi-Bi合金化/脱合金化反応に起因すると考えられる。0.01～2.0 Vの電圧範囲内でのBi-NSアノードのCV曲線から、初回サイクルにおいて、LiBiとLi3Bi合金の形成に起因するピークがそれぞれ約0.80Vと0.70Vで観察された。また、脱合金化に関して、約0.85 Vの電位で1つのピークしか観察されないことから、非常に近い電位範囲でLiBiとLi3Bi合金の超高速酸化反応が進行したと示唆される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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