新しい発電デバイス混合エントロピー電池の出力向上

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H02836
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分36020:エネルギー関連化学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 中村 暢文 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60313293)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 発電装置 / イオン液体 / 下限臨界溶解温度 / 再生可能エネルギー / 熱電変換

研究成果の概要

下限臨界溶解温度（LCST）挙動を示すイオン液体（IL）を利用した混合エントロピー電池（MEB）の出力向上に取り組んだ。まずはLiイオンを構成要素とするILでLCST挙動を示すものを見出した。このLi-tetrabutylphosphonium phthalate(Li[P4444][PA]) / NaCl水溶液系 (P4-NaCl system)でLi+やCl-の活量変化による発電に成功した。P4-NaCl systemでは、相転移時の Li+の濃度変化が小さかったため、添加する無機塩にKClを用いたP4-KCl systemを採用した。このMEBの獲得電力はさらに大きくなった。

自由記述の分野

エネルギー

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究によりLCST挙動を示すための要因や無機塩添加によってLCSTがどのように変化するかの基礎的な知見を得ることができた。また、Liイオンを含むイオン液体でLCSTを示すものを世界で初めて見出した。これらのことは学術的に価値がある。さらにこのILを用いて、従来のLCST-MEBをしのぐ出力が得られることを見出した。このことは、これまでに再生可能エネルギーの平準化に用いられてきたレドックスフロー電池を上回る新しいデバイスを作製できる可能性を示唆しており、社会的にも大変意義深いと考える。