« アルツハイマー病の記憶障害に対しては、運動療法のほうが食事療法より効果がある:モデルマウスの解析から | トップページ | 土砂災害を防げ!コンクリート不要の斜面補強技術 »

2012年5月15日 (火)

レアメタルフリーの新規電極材料開発に成功

レアメタルフリーの新規電極材料開発に
成功

2012年5月9日 物構研トピックス

詳細は、リンクを参照して下さい。

---------------------------------------
 東京理科大学の薮内直明講師、駒場慎一
准教授らの研究グループは、ナトリウム
イオン電池用電極材料としてレアメタルを
必要としない新規鉄系層状酸化物の合成に
成功しました。

 これまで駒場准教授らの研究グループは、
現在高性能電池に広く用いられている
リチウムの代わりに、資源が豊富な
ナトリウムを電気エネルギー貯蔵に利用
するという基礎研究を2005年から進めて
きました。

 今回、東京理科大学の研究グループは、
株式会社GSユアサと共同で、新規鉄系層状
酸化物の合成に成功し、鉄、マンガン、
ナトリウムを組み合わせることで
レアメタルフリーな電池用正極材料を
実現、その構造をフォトンファクトリーの
ビームラインBL-7C等で解明しました。

 ナトリウムイオン電池の陽極は、酸素と
鉄、マンガンなどの金属が層状に重なった
構造をしています(図1)。

 この層の隙間にナトリウムイオンが
出入りすることで、充放電が行われます。

 充電時に価数変化と共に層の間隔が変化
する構造相転移が観測され(図2)、これが
充電特性の向上のポイントであることが
わかりました。

 この構造変化を詳しく調べるため、
BL-7CでのXAFS(ザフス)実験を行い、
鉄原子周囲の構造が歪むように変化し、
鉄-酸素の原子間距離が劇的に近くなること
がわかりました。

 充電時に大きく価数変化しているのは
マンガンですが、鉄原子周囲の構造変化が
マンガンの価数変化を助けていると
考えられます。

 充電時のマンガンと鉄両方の価数変化・
構造変化を捉え、総合的に解釈する
XAFS実験が行えた成果と言えます。

 さらにそのエネルギー密度は、これまで
に報告されているナトリウムイオン電池用
の正極材料として最も高い値であり、
電池に求められる繰り返し特性にも優れる
ことがわかりました。

 これらの研究成果はリチウムや
コバルト、ニッケルといったレアメタルを
一切必要としない、高エネルギー密度の
蓄電デバイスの可能性について世界に
先駆けて示すものです。

 レアメタルフリーと高エネルギー密度が
両立可能なナトリウムイオン蓄電池は、
将来的には自然エネルギーの有効利用、
スマートグリッド用の定置用大型電池、
さらには電気自動車用の電源としての
実用化が期待されます。

 この成果は英国科学雑誌
Nature Materialsオンライン版に
4月29日(現地時間)に掲載されました。

プレスリリース(東京理科大学発表)

---------------------------------------

>これらの研究成果はリチウムやコバルト、
>ニッケルといったレアメタルを
>一切必要としない、高エネルギー密度の
>蓄電デバイスの可能性について世界に
>先駆けて示すものです。
素晴らしいですね。

>ナトリウムイオン蓄電池は、
>将来的には自然エネルギーの有効利用、
>スマートグリッド用の定置用大型電池、
>さらには電気自動車用の電源としての
>実用化が期待されます。
期待したい。

価格はどの程度で製品化されるので
しょう?

夜間電力の有効利用に蓄電池を
使用したいと思っているのですが、
現在のリチウムイオン電池は高すぎる。
SONY製のもので\200万円です。

|

« アルツハイマー病の記憶障害に対しては、運動療法のほうが食事療法より効果がある:モデルマウスの解析から | トップページ | 土砂災害を防げ!コンクリート不要の斜面補強技術 »

科学関連ニュース」カテゴリの記事

コメント

コメントを書く



(ウェブ上には掲載しません)


コメントは記事投稿者が公開するまで表示されません。



トラックバック

この記事のトラックバックURL:
http://app.cocolog-nifty.com/t/trackback/210730/54716533

この記事へのトラックバック一覧です: レアメタルフリーの新規電極材料開発に成功:

« アルツハイマー病の記憶障害に対しては、運動療法のほうが食事療法より効果がある:モデルマウスの解析から | トップページ | 土砂災害を防げ!コンクリート不要の斜面補強技術 »