| 研究課題/領域番号 |
19H00882
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
直井 勝彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (70192664)
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| 研究分担者 |
近岡 優 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00908626)
沖田 尚久 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70846625)
岩間 悦郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90726423)
松村 圭祐 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任助教 (60962206)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | キャパシタ / 省エネルギー / 再生可能エネルギー |
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| 研究実績の概要 |
R5年度では負極材料Li3VO4(LVO)をモデル材料として、結晶内のイオン伝導を高速化させる方法論の確立を目指した。具体的には、活性化LVOの単体合成法を確立し、結晶配列の秩序・無秩序性の定量的な解析に世界で初めて成功した。結晶構造の解析は、高精度な放射光実験(高エネルギーX線/SPring-8・中性子線/J-PARK) に基づいて、共同研究者の協力を仰ぎながら行った。結果、活性化LVOは、結晶中のアニオン配列を維持したまま、カチオンの配列だけが無秩序化した「cation-disorder構造」を有しており、カチオンの秩序配列距離が8Å程度にまで減少することで、イオン伝導性が2桁向上することが明らかになった。
さらにR4年度までに合成した電極材料を組み合わせたSuperRedox Capacitor(SRC)フルセルの電気化学特性評価を試みた。負極には上記の活性化LVO、ならびに電気化学処理を必要としないSi置換型LVSiOを用いたnano-LVSiOカーボンコンポジット(R3年度に報告)を、正極にはTi-doped nano-LVPコンポジット(R4年度に報告)を用いて、2種類のSRCフルセルを構築した。その結果、100C以上の高速充放電時において、2タイプのSRCともに出力・入力特性共に優れた充放電特性(100CにおいてRate維持率:75%超)を達成した。さらに、室温下におけるサイクル試験では10000サイクル後も初期容量に対して85%の高い容量維持率を示した。以上より、本研究で構築したSRCが、高効率な太陽光発電の蓄電システムに対して高い適用可能性(高いPV受け入れ性: 高速充放電特性/長期サイクル特性)を示すことが確認された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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