無機化学研究室

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蓄電池を変えるのは、固体の中のイオン。

無機化学研究室は、固体の中をイオンが動く「固体イオニクス材料」を研究しています。
蓄電池はこの材料の中をイオンが動いて電気が流れるので、新しい材料の発見は新しい電池の提案につながる可能性があります。
ナトリウムやマグネシウムをキャリアに使う材料を探し、より低い温度でつくる方法も開発しています。
材料の知見と、評価・解析に必要な技術を使い、次世代蓄電池で材料がもつ課題を明らかにして、その解決に向けた新しい材料の提案をめざします。

Research研究课题

蓄電池の特性は、電極の設計やセルをつくる工程に大きく左右されます。これまでの研究で培った材料の知見と、評価・解析に必要な技術を使って、次世代の蓄電池を実現するうえで材料がもつ本質的な課題を明らかにし、その解決に向けた新しい材料を提案することをめざします。

※示意图

新しい固体イオニクス材料を探す↗

蓄電池は、固体の中のイオン伝導で電気が流れる固体イオニクス材料でできています。新しい材料の発見は、新しい蓄電池の提案につながる可能性があります。キャリアとなるイオンにナトリウムやマグネシウムを使う材料を探し、リチウムイオン電池に代わる次世代の蓄電池をめざしています。

※示意图

低い温度でつくる合成プロセス↗

多くの固体イオニクス材料は、800℃から1000℃ほどの高温でないと結晶が育ちません。固体の中で金属イオンが動くのに大きなエネルギーが要るからです。酸化物や硫化物ができていく途中の生成物を調べ、結晶の核ができて育つしくみを解析して、より低い温度でイオン伝導性の高い材料を得る方法を開発しています。

※示意图

金属が析出するときの結晶成長↗

最初の蓄電池である鉛蓄電池から150年以上たちますが、金属が溶けたり析出したりする反応を使う蓄電池は実用化されていません。多くの金属は電気で還元されるときに均一に析出せず、セルの短絡を起こすためです。表面がとても平らになるマグネシウムに注目し、析出した金属の表面の形を決める要因の解明と、結晶が育つ過程の制御に挑んでいます。

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