複塩を用いた新規高性能フッ化物イオン伝導体の創生

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14422
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分26040:構造材料および機能材料関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 川原 一晃 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90869570)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: フッ化物イオン電池 / フッ化物イオン伝導体 / 複塩

研究成果の概要

本研究では、フッ化物イオン電池の室温駆動に向けて、複塩を用いて高いフッ化物イオン伝導度を示す固体材料を創出した。Sbを含むフッ化物複塩を用いることで、室温で10^-4 S/cm以上の高いイオン伝導度を実現できることが分かった。特に、液相でアルカリ金属やハロゲンを添加することで、イオン伝導度を従来材料に比べて1桁以上向上可能であることが分かった。また、固体電解質のフッ化物イオン伝導メカニズムの解明に向けて、フッ化物の原子分解能電子顕微鏡像のノイズ除去手法の開発を行った。

自由記述の分野

エネルギー科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して、Sbを含むフッ化物複塩を用いることで、室温で10^-4 S/cm以上の高いフッ化物イオン伝導度を実現できることが分かった。特に、アルカリ金属やハロゲンの添加により、イオン伝導度を向上可能であることが分かった。本成果はこれまで検討されてこなかったフッ化物複塩がフッ化物イオン電池の室温動作、社会実装を実現する有望な材料候補であることを示している。