/

東大、電池の電極材料が持つ酸素の電子を使いエネルギー損失を起こさずに電池を高容量化することに成功

発表日:2021年01月27日

エネルギー損失のない高容量電池実現へ

1.発表者:

山田 淳夫 (東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 教授)

大久保 將史 (東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 准教授)

Xiang-Mei Shi (東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 博士研究員)

土本 晃久 (東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻 博士課程1年/日本学術振興会 特別研究員(DC1))

2.発表のポイント:

◆電池の電極材料が持つ酸素の電子を使い、エネルギー損失を起こさずに電池を高容量化することに成功した。

◆エネルギー損失を起こさない原因が、酸素原子同士が結合を作らないことであることを解明した。

◆今まで使えなかった反応を効率的に利用することで、電池の大幅な高容量化が可能となる。

3.発表概要:

持続可能なカーボンニュートラル社会を構築することを目指し、自然エネルギー(太陽光、風力)から生まれる不安定な電気エネルギーを蓄え、必要な時に必要なだけ電気エネルギーを安定に供給できる電池の開発が望まれています。しかし、現在使用されている電池が蓄えられる電気エネルギーは限られており、電池の中で電気エネルギーを蓄える機能を果たす電極材料(注1)である遷移金属酸化物を高容量化することが必要です。特に、遷移金属酸化物に含まれる酸素の電子を電力貯蔵に利用する試みが長年行われてきましたが、蓄えた電気エネルギーを熱エネルギーとして大幅に失うため電力貯蔵の効率が低く、その実用化は困難でした。

東京大学大学院工学系研究科の山田淳夫教授、大久保將史准教授、Xiangmei Shi博士研究員、土本晃久大学院生らの研究グループは、酸素の電子を使っても熱としてエネルギーを失うことなく電気エネルギーを蓄えることができる電極材料を発見しました。現象を詳しく解析した結果、酸素の電子を電力貯蔵として利用した場合に熱として失われる原因が、酸素原子同士が結合を作ることであることを明らかにし、今回開発した電極材料は酸素原子が結合を作らず、蓄えた電力エネルギーをそのまま利用できることが分かりました(図1)。したがって、酸素原子が結合を作らない電極材料を電極材料に使用することで、エネルギー損失を起こさずに電池を高容量化することが可能です。

本研究成果は、2021年1月27日付の英国学術誌Nature Communications電子版に掲載されます。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach/603956/01_202101271529.pdf

すべての記事が読み放題
有料会員が初回1カ月無料

産業で絞り込む
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス
  • すべて
  • 情報・通信
  • メディア
  • 電機
  • 金融・保険
  • 自動車
  • 輸送・レジャー
  • 食品
  • 流通・外食
  • 日用品
  • 医薬・医療
  • 建設・不動産
  • 機械
  • 素材・エネルギー
  • 商社・サービス

セレクション

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

新着

注目

ビジネス

ライフスタイル

フォローする
有料会員の方のみご利用になれます。気になる連載・コラム・キーワードをフォローすると、「Myニュース」でまとめよみができます。
新規会員登録ログイン
記事を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した記事はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン
Think! の投稿を読む
記事と併せて、エキスパート(専門家)のひとこと解説や分析を読むことができます。会員の方のみご利用になれます。
新規会員登録 (無料)ログイン
図表を保存する
有料会員の方のみご利用になれます。保存した図表はスマホやタブレットでもご覧いただけます。
新規会員登録ログイン