データ科学を援用した高出力オールプラスチック二次電池の創出

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15638
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分35020:高分子材料関連
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 畠山 歓 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (90822461)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 機能性高分子 / 有機二次電池 / マテリアルズ・インフォマティクス

研究成果の概要

本研究では、二次電池の全部材を高分子で構成した「オールプラスチック電池」の創出を目的に、実現に必要な理論や手法を究明した。データサイエンスの考え方に基づき、固体状態で電気を貯蔵・輸送可能な高分子を設計した後、実際にそれらを有機反応によって合成した。新しく得られた材料を用いながら、オールプラスチック電池をプロトタイプとして試作した。電卓などの電子デバイスの駆動も可能であり、将来的にはフレキシブルデバイスなどへの搭載も見込めることが分かった。

自由記述の分野

材料科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

固体という、分子の熱運動性が著しく制限された条件下で、自在に電荷(電子とイオン)を移動・貯蔵可能な有機材料をすることは従来困難であったが、それを可能にする分子設計への道筋を本研究で見いだすことができた。一連の学術知見や技術を更に発展させることで、例えばラップフィルムのように薄くて柔らかい、そして透明な二次電池を作製できる可能性がある。このような次世代電池は、フレキシブル・ウェアラブルな電子機器など、様々な新規デバイスの電源用途で利用できる可能性がある。