固体の相転移を活用した高効率熱ー電気エネルギー変換機構の解明

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1．三次電池は環境の温度変化で蓄発電するデバイスであり、この電池の性能指標は、熱起電力(Vcell)と放電容量(Qcell)である。Vcell は、正極(α+)と負極(α-)の酸化還元電位の温度係数の差で決定される。他方、放電曲線の幾何学より、放電容量はQcell = -Vcell/[β+/r+β-/(1-r)]で表すことができる。ここで、β+(β-)と r は正極（負極）の酸化還元電位の容量微分と正極活物質の重量比である。本研究では、これら関係を実験的に確かめるため、rの異なった三次電池を系統的に作成し、そのVcellとQcellの相関を評価した。その結果、VcellとQcellのr依存性は上記の計算式で再現可能であることを明らかとした。本成果は原著論文として報告した。2．コバルトプルシャンブルー類似体(Co-PBA) 薄膜の色は 物質中のNa+濃度に強く依存していることが知られている。本研究ではこの特性を利用して Na+濃度の分布の時間発展を調べた。まず、Co-PBA 薄膜に Na+濃度の分布が異なる境界層を作り、時間経過に伴うCo-PBA薄膜の透過像を観察した。その結果、初期段階では明瞭な Na+濃度の境界が観測されるのに対し、１時間後では境界がボケ始めていることが観測された。また、画像解析によりNa+濃度の一次元分布を評価し、一次元拡散方程式で定量的な解析を行うことで、マクロな拡散係数を求めた。本成果は原著論文として報告した。