| 研究課題/領域番号 |
26288112
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
石川 正司 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (30212856)
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| 研究分担者 |
山縣 雅紀 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (80527119)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 電池 / キャパシタ / ハロゲン / 炭素電極 / 蓄電 / マグネシウム負極 / マグネシウム電解液 |
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| 研究実績の概要 |
臭素などのハロゲン化物イオンを用いた電解液で、正極に電荷貯蔵を起こさせる方策は、レドックスフロー電池以外では実現していない。本研究計画では、我々の見出した活性炭などのミクロ多孔性炭素を用いた電荷貯蔵について、方法論を見出しており、１年目の電極条件探索からさらに詳細を詰める検討を行った。その結果、バインダー種、炭素材料種によって臭素に基づく電荷貯蔵の特性が変化することが明らかになった。電荷貯蔵能力が不足する場合、電圧保持を行うと特性が改善されることが明らかになり、このような作動モード選定によって高性能化を目指す方針が得られた。また、電解液についても進展が見られた。
一方、マグネシウム電池系については、我々の電解液がなぜ良好なのか、高エネルギー解析系を利用して、電解液の構造解析を行った。その結果、マグネシウムイオンと、ハロゲン化物イオン、さらには溶媒の関与する特異な溶媒和構造が示された。この情報を基にして、反応機構の解明が進展した。
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| 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
正極に臭素関与のレドックス反応を良好に行う条件解明は、完全ではないものの、諸条件の階米が順調に進んでいる。また、マグネシウム電池系の電解液解析は予定通り、ハロゲンイオンを含んだまま、高エネルギー系のビームラインを用いた解析を実行できたため、予定通りの進捗が可能となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
臭素系の正極電荷貯蔵についての高性能作動条件をさらに詰める。そして、高効率作動の実施例をセルレベルで実証する。また、マグネシウム電池系に関しては、実際の充放電試験により、負極高効率充放電が可能であることを示す。この高効率をもたらす電解液におけるヨウ素イオンや溶媒の関与、機構をさらに明確なものとする。
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