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2023 年度 研究成果報告書

自己形成性層状複水酸化物ゲルの構造及びイオン導電機構解明

研究課題

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研究課題/領域番号 21K05242
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分36020:エネルギー関連化学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

園山 範之  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)

研究分担者 山本 勝宏  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314082)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードイオン導電体 / 層状複水酸化物 / ゲル
研究成果の概要

層状複水酸化物ゲルは、室温かつ空気中で容易に自己形成的に作製できる。X線回折測定結果とラマン測定結果から、LDHゲルはLDH粉体と同じ結晶構造を持つ名の微粒子から構成されていることが分かった。また広域X線吸収微細構造測定から、ゲルは周囲の水を巻き込んだ層状複水酸化物微粒子同志の相互作用によりより形成されていることが明らかになった。
また、複水酸化物ゲルは最大で1.37×10-1 S/cmの高いイオン導電性を示した。これは水酸化物イオンが水と層状複水酸化物微粒子が形成するネットワーク中を高速移動するためと思われる。

自由記述の分野

電気化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

層状複水酸化物(LDH)は、非常に高い水酸化物イオン導電性を示す。そのため、LDHゲルは、リチウムイオン電池の約2倍のエネルギー密度を持つ亜鉛空気二次電池の電解質として用いることが期待される。しかし、リチウム空気二次電池の電解質への応用は現時点では困難であった。今後克服すべき課題として、LDHゲルの物理的強度の改良・界面形成の最適化・セルの構成・充放電時の条件など多くのことを調整する必要がある。

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公開日: 2025-01-30  

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