2009 Fiscal Year Annual Research Report
イオン液体を用いた次世代エネルギー変換・貯蔵デバイスの開発
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20246140
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
萩原 理加 Kyoto University, エネルギー科学研究科, 教授 (30237911)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (00303876)
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| Keywords | イオン液体 / 燃料電池 / キャパシタ / リチウム二次電池 / ナトリウム二次電池 |
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| Research Abstract |
本研究は、研究代表者らが独自に開発してきたイオン液体を用いて、従来より格段に優れた次世代エネルギー変換・貯蔵デバイスの実現を目的としている。平成21年度の成果は以下のとおりである。
A-1.フルオロハイドロジェネート系イオン液体の無加湿燃料電池への応用
従来のEMIm(FH)nF系と比較して酸素還元反応が進行しやすいEMPyr(FH)nF系に注目し、回転リングディスク電極を用いてカソード反応を詳細に検討した。Koutechy-Levich式を用いてPt上での酸素還元に関する活性化支配電流を求め、温度依存性より活性化エネルギーを求めた。また、交換電流密度および反応電子数を見積もることが出来た。以上より、従来のプロトン系電解質と比較して遜色のない性能であることが分かった。
A-2.フルオロハイドロジェネート系イオン液体のスーパーキャパシタへの応用
EMIm(FH)nF系およびMOMMPyr(FH)nF系について、サイクル数に対する容量保持率の変化を充電電圧を種々変化させて調べ、EMIm(FH)nF系については2.1V、10サイクルで99%を達成した。
B-1.イミド系イオン液体の金属リチウム二次電池への応用
3元系(Li,K,Cs)TFSAを170℃で使用すると、リチウムのデンドライト析出を大幅に抑制できることを見出した。Li/(Li,K,Cs)TFSA/LiFePO4電池のレート特性が優れていることも確認した。
B-2.イミド系イオン液体のナトリウム二次電池への応用
2元系(Na,Cs)TFSAを用いて、150℃においてNa/NaCrO2電池が可逆性良く作動することを確認した。
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