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2014 年度 実績報告書

次世代蓄電技術における界面および多孔体内輸送特性最適化のための基盤構築

研究課題

研究課題/領域番号 25709007
研究機関九州大学

研究代表者

古山 通久  九州大学, 稲盛フロンティア研究センター, 教授 (60372306)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード蓄電池 / 有限要素法 / 連成シミュレーション / 分子動力学法 / イオン輸送 / 多孔体
研究実績の概要

再生可能エネルギーの大規模導入に向けて、蓄電・周波数変動対応の観点から蓄電池の高性能化・低コスト化が重要である。本研究では、特に多孔構造の大敵化の観点から研究に取り組んだ。具体的には、合理的多孔質電極設計のための基盤技術を確立するとともに、基盤技術を活用しリチウムイオン二次電池など蓄電池の高性能化に向けた構造設計指針を提示することを目的として下記の課題に取り組んだ。
1)ナノ界面の構造と電荷移動プロセスに伴う抵抗解明のための基盤技術の構築
2)複雑な多孔構造のモデル化および多孔体内の輸送現象・界面電荷移動を考慮した電極特性シミュレータの開発
1)の課題は初年度において重点的に進め、研究次年度である本年度は、2)の課題に注力した。複雑な多孔構造のモデル化技術・電極特性シミュレータの開発:多孔構造のモデル化技術の構築を完了するとともに、物理モデルを構築することで、多孔質場における連成現象シミュレーションを実現することができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

複雑な多孔質電極中のイオン輸送特性について、モデル化技術を構築し、さらに物理モデルを構築することで連成解析が実現されており当初の計画通りと言える。

今後の研究の推進方策

民間企業および大学における実験研究者と連携し、連成シミュレーション技術を実用レベルまで完成度を高め、多孔構造の設計指針を得る。

次年度使用額が生じた理由

情報収集等を他の用務による出張と連続させることで旅費の効率化を行うとともに、計算機サーバーの値引き交渉を行うなど、経費の最小化に努めたため。
。

次年度使用額の使用計画

次年度の民間企業や実験研究者との連携のための旅費、演算能力の増強の目的に使用する

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件)

  • [学会発表] 次世代エネルギー分野における計算化学の応用2015

    • 著者名/発表者名
      古山通久
    • 学会等名
      第28期CAMMフォーラム 第5回例会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-02-06 – 2015-02-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 多孔質電極の連成現象解析手法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      菊川英樹,古山通久,本蔵耕平,
    • 学会等名
      第55回 電池討論会,京都,2014年11月
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-21
  • [学会発表] 電池技術におけるシミュレーションの活用,2014

    • 著者名/発表者名
      古山通久
    • 学会等名
      化学工学会関東支部・第21回旬の技術見学・講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Computational chemistry for functional material systems2014

    • 著者名/発表者名
      M. Koyama
    • 学会等名
      IUPAC 10th International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-IX)
    • 発表場所
      Zhengzhou, China
    • 年月日
      2014-10-10 – 2014-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] 電極機能の評価と設計2014

    • 著者名/発表者名
      古山通久
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-09
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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